单嘴浸渍管RH和弓形浸渍管RH的应用效果

敬业钢铁有限公司现场试验了单嘴浸渍管结构RH炉和弓形浸渍管结构RH炉真空精炼超低碳钢的应用效果,记录两种RH炉提升气体流量和真空度的变化,多次取样检测钢液中w([C])和w([Mn]),分析对比两种RH炉的脱碳效果和混匀时间。结果显示,在真空处理6 min内,两种RH炉的真空度都可降至100 Pa以下,10 min后稳定在50 Pa左右;在真空处理20 min内,前者钢中w([C])基本脱至0.001 0%~0.001 5%,而后者钢中w([C])可以脱至0.000 5%左右,后者的脱碳速率也明显快于前者;前者和后者的混匀时间分别在3和1 min左右。结果表明,后者的冶炼效果明显优于前者,弓形浸渍管比单嘴浸渍管更适用于小吨位RH真空精炼炉。     

超低温压力容器用9Ni钢的冶炼生产实践

介绍了某钢厂采用120 t转炉→LF炉→扒渣/捞渣→LF炉→VD炉→板坯连铸工艺生产超低温压力容器用9Ni钢的冶炼实践情况,采用转炉+LF炉脱碳脱磷工艺,控制转炉出钢w[P]≤0.009%、w[C]≤0.05%,炉后平均脱P率74.3%,平均脱碳率51.2%,生产过程中,P的控制难度相比C的控制难度大。采用扒渣工艺下钢水的平均返磷率为16.89%,而捞渣工艺下钢水的平均返磷率为22.61%,扒渣工艺下钢水的返磷率低,但生产节奏长15～20 min,钢水量损失平均增加3.1 t/炉。镍板由转炉废钢槽加入调整为全部由LF炉加入后,Ni平均收得率提高了3.74%。通过对生产工艺的优化,中间包钢水P、S、N、T. O、C满足内控要求,钢水纯净度高,铸坯低倍中心偏析达到C类1.0～1.5级,表面质量良好,轧制钢板在-196℃下性能优良。     

LF两步造渣工艺对C82DA钢中硫和铝的影响

 为了研究工艺对C82DA钢中硫和铝的影响,对帘线钢在LF精炼过程脱硫控铝进行了研究。结果表明,随着精炼碱度的降低脱硫率越来越低,碱度约为1.6时,渣中w((Fe_tO)+(MnO))约为1%,基本达到脱硫的临界值;碱度约为1.2时,随着精炼的进行开始回硫,钢液中w([Al_s])随着碱度的降低逐渐降低;碱度约为2.2时,w([Al_s])降幅显著;碱度小于1.6时,对铝的影响不明显。精炼炉采取两步造渣工艺,精炼前期高碱度渣系脱硫,精炼后期降低碱度,钢液中铝含量降低。当碱度从2.2降低至1.2时,钢液中w([S]) 和w([Al_s])分别控制在0.011%和0.001 6%。     

一种超低碳钢快速脱硫的冶炼方法

正申请号:201710872249.5申请日:2017-09-25摘要:本发明是一种超低碳钢快速脱硫的冶炼方法,采用铁水倒罐→铁水预处理→转炉留氧操作→转炉炉后CAS位炉渣钙处理→RH炉真空脱碳→RH炉合金化及真空脱气→RH工序采用铝丝预脱氧→LF精炼炉铝丝、铝线脱氧、石灰造渣→CCM的工艺流程,通过铁水脱硫扒渣,转炉出钢留氧制度和造渣制度,转炉炉     

低硫低碳钢LF冶炼过程控碳实践

南钢板材低硫低碳([S]≤0.0020%、[C]≤0.070%)钢,主要是管线钢、低温容器和超高强船板等高附加值钢。对碳、硫的特殊要求,需要转炉低碳低硫出钢,LF炉进一步深脱硫,导致加热时间长电极增碳严重,超低硫和低碳控制形成了矛盾。本研究以现场数据分析为基础,充分发挥LF炉处理过程冶金动力学和热力学条件,通过优化LF炉过程电极处理模式和钢包底吹流量模式,使LF炉冶炼低碳低硫钢过程,在保证硫含量稳定控制的同时,过程增碳稳定控制在0.0020%以内。     

Q355B铝镇静钢夹杂物演变及钙处理工艺优化

 基于某钢厂Q355B铝镇静钢冶炼过程生成高熔点夹杂物,出现探伤不合格的问题,通过全流程取样分析钢中夹杂物的演变规律,发现原工艺LF精炼过程钙处理前夹杂物主要为低CaO含量的CaO-MgO-Al₂O₃系夹杂物,Al₂O₃质量分数约为77%。钙处理后,钢液中CaO-MgO-Al₂O₃系夹杂物向液相区左侧CaO含量高的区域靠近,Al₂O₃质量分数减少至32%;同时,CaS在钙铝酸盐表面异质形核,出现CaS-CaO-Al₂O₃系夹杂物,夹杂物中CaS质量分数增加至23%。应用热力学平衡模型计算钙处理钢液中S-Ca、Al-Ca及Al-S反应平衡曲线。结果表明,在1 873 K下生成C₃A、C₁₂A₇、CA_L等低熔点钙铝酸盐类夹杂物,钢液内w([Al])和w([Ca])的关系应分别满足 w([Al])2/w([Ca])3≤7.83×103、2.36×105、1.18×107,w([Al])和w([S])的关系应分别满足 w([S])3×w([Al])2≤7.79×10-12、8.36×10-11、8.14×10-10;当钢液中w([Al])为0.007 5%时,w([Ca])和w([S])分别控制在0.000 62%～0.001 9%、0.001 6%～0.005 1%范围内有利于生成理想液态产物C₁₂A₇。结合夹杂物分析及热力学计算,优化调整了脱氧、喂线等生产工艺,将铝块加入量由0.8 kg/t降低至0.7 kg/t,喂硅钙线量由300 m/炉降低至200 m/炉,并进行全流程取样分析夹杂物变化。发现钙处理后,CaS-CaO-Al₂O₃系夹杂物中,CaS质量分数降低至约5%,夹杂物分布在低熔点液相区域附近,铸坯中钢液w([Ca])由0.003 1%降低至0.001 5%～0.002 2%;最终夹杂物体系为(CaS)-CaO-(MgO)-Al₂O₃低熔点复合相夹杂物,防止了高熔点钙铝酸盐类夹杂物及CaS类夹杂物的产生,提高了铸坯质量。     

天钢GCr15轴承钢氧含量的控制

天津钢铁集团有限公司(天钢)采用顶底复吹转炉(BOF)→LF精炼→VD真空脱气→小方坯连铸工艺流程生产GCr15轴承钢。通过转炉高拉碳工艺,控制终点碳含量在0.25%以上,出钢过程中加钢芯铝进行深脱氧,LF精炼工艺造高碱度精炼渣,控制炉渣碱度Ca O/Si O2在4.0~5.5之间,VD处理进行脱气等技术手段使铸坯中全氧含量T[O]≤0.001 2%,夹杂物等级及低倍组织满足标准要求。     

超低硫X65QS管线钢硫含量控制的生产实践

介绍了永钢采用110 t电炉→LF精炼→VD精炼→连铸工艺生产超低硫X65QS管线钢硫含量控制的生产实践。各工序硫含量得到严格控制,电炉平均脱硫率16.35%。出钢过程用铝1 kg/t脱氧,同时随钢流加入石灰6 kg/t和精炼合成渣2 kg/t。LF炉采用喂铝线、复合碳化硅和铝豆对渣面扩散脱氧,造高碱度白渣对钢水深脱氧、脱硫,LF炉平均脱硫率89.2%,精炼结束后钢水平均硫含量0.000 93%。LF精炼结束到连铸工序过程平均增硫0.000 1%,最终成品硫含量平均0.000 9%。通过控制入炉料硫含量,提高LF精炼炉深脱硫能力,防止精炼后回硫等措施,生产的超低硫X65QS大圆坯硫含量符合下游客户要求,具备批量生产成品硫含量在0.002%以下的超低硫钢的能力。     

天钢生产轴承钢GCr15工艺研究与实践

介绍了天钢采用120 t BOF→LF→VD→CC工艺流程生产轴承钢GCr15的实践。在铁水磷含量较高的情况下,通过使用复吹转炉留渣与双渣吹炼法脱磷,实现了转炉终点高碳低磷出钢,C含量平均为0.32%,P含量平均为0.0095%。LF精炼过程中选用高碱度(R=7~9)的Ca O-Si O2-A12O3系精炼渣强化精炼深脱氧、脱硫,在不进行预脱硫处理工艺条件下保证了成品中[S]≤0.005%。VD真空处理后保证软吹氩时间大于20 min,镇静时间不少于10 min,以去除更多的夹杂物。最终铸坯中氧含量平均为6×10-6,夹杂物尺寸较小,铸坯质量良好,实现了轴承钢GCr15稳定生产。     

罩型环流机械真空精炼装置脱碳实践

敬业钢铁有限公司新建一台罩型环流机械真空精炼设备,生产无取向硅钢和工业纯铁等超低碳品种钢,控制环节上从转炉碳温协调出钢、制定罩型环流机械真空精炼装置的脱碳工艺、控制原材料碳含量等方面入手,冶炼出w(C)≤20×10~(-6)的工业纯铁等超低碳钢。结果表明:超低碳钢生产过程中,转炉出钢碳质量分数要控制在0.025%～0.040%,采用真空吹氧的条件下转炉出钢碳质量分数可以放宽到0.060%以下,且转炉终点要注意碳温协调出钢,出钢过程严禁加含铝或硅的脱氧合金;真空脱碳需要分段控制脱碳期真空度和钢包底吹驱动气体流量。为防止钢液增碳,应采用碳含量低的合金和耐材。     

GCr15轴承钢BOF-LF-RH-CC流程夹杂物的生成及演变

 为研究GCr15轴承钢中夹杂物的演变规律,对某钢厂BOF-LF-RH-CC工艺流程生产的GCr15轴承钢进行了全流程取样,并利用ASPEX扫描电镜和热力学计算对各工序钢中夹杂物的演变进行了系统的分析。研究表明,在LF精炼初期,钢中夹杂物主要为高Al₂O₃(w(Al₂O₃)=84%)的MgO-Al₂O₃和CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物;LF精炼结束时,MgO-Al₂O₃和CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物的数量所占比例分别为74%和26%,此时钢液中夹杂物尺寸主要为1～6 μm,数量所占比例为87%。LF-RH精炼期间,夹杂物总数量由LF精炼结束时的198 个/(20 mm2)降低至RH破空后的103 个/(20 mm2),降幅为48%,其中MgO-Al₂O₃夹杂物主要在LF精炼期间生成,然后在RH精炼时基本被去除,具体表现为,其数量由LF进站时的88 个/(20 mm2)增加至LF出站时的139 个/(20 mm2),在RH软吹结束时降低为4 个/(20 mm2);CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物主要在RH精炼期间生成,其数量由LF出站时的49个/(20 mm2)增加至RH软吹结束时的108 个/(20 mm2),这表明RH真空精炼对夹杂物去除效果较好。热力学计算结果表明,二次精炼过程中钢中Al_s、Mg含量处于MgO-Al₂O₃夹杂物优势区内,这表明MgO-Al₂O₃夹杂物更易生成;当钢中w([Mg])为0.000 3%时,w([Ca])大于0.000 25%,满足MgO-Al₂O₃夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物的热力学条件,而且当w([Al_s])为0.022%时,w([Ca])控制为0.000 25%～0.007 00%时更有利于生成液态化的钙铝酸盐。试验过程钢中w([Ca])约为0.000 1%～0.000 4%,因此夹杂物更多地转变为CaO-MgO-Al₂O₃夹杂物。     

基于高FeO转炉渣的钢液脱磷行为

 为了研究在转炉冶炼中高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷行为,采用双联法在某钢厂300 t脱磷转炉上展开高氧化性转炉渣脱磷工业试验。通过理论分析并结合XRD、拉曼光谱分析等手段,研究了脱磷温度、转炉渣矿相结构以及终渣成分等因素对高FeO转炉渣条件下钢液的脱磷的影响。通过热力学公式计算发现,脱磷转炉最佳理论脱磷温度约为1 675 K。对比分析了不同脱磷效果的转炉渣的矿相结构,结果表明,2CaO·SiO₂和3CaO·P₂O₅矿相结构有利于脱磷反应的进行,3CaO·SiO₂对脱磷效果的影响不明显;Si—O—Si键和[FeO₄]键特征峰面积越大,Q0和Q2单元特征峰面积越小,脱磷效果越好。最后研究了脱磷炉钢液脱磷率≥60%时终渣成分的最佳控制工艺参数,碱度R为1.05～1.30,w([FeO])为33%～37%,w([MgO])≤3.0%,w([MnO])为4.3%～5.4%。本研究可以为钢铁企业采用双联法开发超低磷钢提供理论依据和技术指导。     

轴承钢二次精炼过程夹杂物演变规律

 研究了轴承钢LF精炼和RH真空处理过程各类夹杂物的成分、种类和数量变化,并结合热力学模拟计算了夹杂物与钢液的界面参数,并对试验结果进行分析讨论。夹杂物分析结果表明,精炼25 min后,脱氧产物Al₂O₃消失,钢中夹杂物以纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石、CaO·2Al₂O₃和CaO·Al₂O₃为主。继续精炼65 min至LF精炼结束,钢中夹杂物仍以纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石、CaO·2Al₂O₃和CaO·Al₂O₃为主。RH真空处理25 min后,钢中夹杂物总数量较LF精炼结束降低75%,其中,纯尖晶石和含少量CaO的尖晶石去除率分别为99.5%和93.2%,CaO·2Al₂O₃去除率为67%。RH破空后钢中夹杂物以液态钙铝酸盐CaO·Al₂O₃和12CaO·7Al₂O₃为主。精炼过程尖晶石类夹杂物尺寸集中在10 μm以下,尺寸大于20 μm夹杂物主要为处于液相区的钙铝酸盐,这些钙铝酸盐在LF精炼前期就已经存在。与钢水接触角大于90°的固态夹杂物纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石和CaO·2Al₂O₃在RH真空处理过程容易去除,与钢水接触角小于90°的液态夹杂物CaO·Al₂O₃和12CaO·7Al₂O₃不易去除。因此,将LF精炼结束的夹杂物控制为固态夹杂物有利于RH真空处理过程夹杂物的高效去除。热力学计算结果表明,当钢中w(T[O])为0.001 0%、w([Mg])大于0.000 18%时,脱氧产物Al₂O₃热力学上就不能稳定存在。铝脱氧、高碱度渣精炼条件下很难稳定地获得固态Al₂O₃夹杂物。为获得完全固态尖晶石或高熔点钙铝酸盐夹杂物,钢中w([Ca])需控制在0.000 1%以内。钢中w([Ca])大于0.000 2%,就具备生成液态夹杂物的热力学条件。     

GCr15轴承钢EAF-LF-VD-CC流程非金属夹杂物的演变

 为研究GCr15轴承钢中非金属夹杂物的演变,对某钢厂EAF-LF-VD-CC流程生产的GCr15轴承钢进行全流程取样,利用可进行大面积自动检测分析的ASPEX扫描电镜结合普通扫描电镜(SEM-EDS),系统分析了各工序中夹杂物的演变行为。结果表明,GCr15轴承钢精炼过程中夹杂物主要类型为MgO-Al₂O₃-CaO类复合夹杂物与MnS,少量SiO₂-Al₂O₃,90%以上夹杂物尺寸为1～8 μm。随着精炼的进行,夹杂物数量逐渐减少,在VD软吹阶段后期夹杂物数量及总面积降到最低。精炼期间,夹杂物成分在最初的高Al₂O₃(w([Al₂O₃])>80%)的区域逐渐向MgO、CaO含量升高的区域转移,VD破真空后MgO(w([MgO])>20%)、CaO(w([CaO])>30%)达到最高,之后向Al₂O₃含量升高的区域移动,最终在中间包浇注时停留在高Al₂O₃(w([Al₂O₃])>65%)的区域。钢中Ds类夹杂物主要为MgO-Al₂O₃-CaO类复合夹杂物,Ds类夹杂物的生成及去除随机性强,VD对Ds类夹杂物有较强去除作用。     

超低碳钢RH混合喷吹Ar-CO2冶金反应特性

 钢铁生产过程CO₂的资源化利用对中国“碳达峰,碳中和”目标的实现起着重要作用。氩气驱动的RH(ruhrstahl-heraeus)真空装置是超低碳钢精炼的关键设备,利用高真空下钢水循环流动可有效脱碳、脱气和去除夹杂物。由于真空条件下CO₂可直接与钢水中碳反应生成CO,在实现脱碳的同时可促进熔池搅拌。因此,尝试将Ar-CO₂混合气体作为提升气体引入超低碳钢RH脱碳过程。首先,针对CO₂在RH脱碳条件下的冶金反应行为,通过热力学理论分析了不同压力下Fe-C-O熔体与Ar-CO₂的反应特性。其次,搭建了Ar-CO₂混合气体作为RH提升气体的工业试验平台,通过工业性试验研究了超低碳钢RH脱碳过程混合喷吹Ar-CO₂对钢水脱碳、脱氮和温降的影响。Fe-C-O熔体与Ar-CO₂反应热力学表明,在低于100 kPa和超低碳条件下,Ar-CO₂混合气体中的CO₂仍可能与钢水中碳反应,从而促进RH脱碳和脱气。工业性试验表明,喷吹100% CO₂、50% Ar+50% CO₂和100% Ar炉次出站平均碳质量分数分别为0.001 50%、0.001 57%和0.001 19%,因而混合喷吹Ar-CO₂并不会显著影响RH脱碳效率。同时,由于CO₂与钢水中碳反应十分有限,与喷吹100% Ar相比,喷吹100% CO₂和50% Ar+50% CO₂对RH脱氮效率和钢水温降没有明显影响。因此,超低碳钢RH脱碳时,完全可采用CO₂取代部分或全部氩气作为提升气体,尽管无法提高精炼效率,但仍具有显著的经济价值和环保优势。     

弹簧钢连铸坯中心偏析的研究

为了探讨真空精炼和过热度对弹簧钢连铸坯中心偏析的影响,采用两种生产工艺:转炉→LF→VD→连铸和转炉→LF→连铸,并取不同的过热度(30℃和22℃),生产60Si2 Mn弹簧钢连铸坯。在矩形坯上取样分析碳和硫的偏析情况,并进行对比。其结果是:经过真空精炼,连铸坯的碳偏析指数从1.72降低到1.28;硫偏析指数从2.68降低到1.68。     

120 t RH-LF生产低碳钢QD08的工艺实践

介绍了芜湖新兴铸管有限责任公司炼钢厂采用RH-LF精炼法生产低碳钢QD08的工艺实践。通过对转炉出站钢水初始条件,RH真空脱碳原理和过程控制,后续LF冶炼3个方面的分析研究,结果表明,初始钢水控制条件为[C] 0.04%～0.10%,[0]>300×10^-6,转炉终点出钢温度T≥1 650℃。随真空处理时间延长,真空度降低,真空室内PCO减少,碳氧浓度积呈降低的趋势,真空室内因发生碳氧反应进行脱碳,RH真空脱碳满足热力学条件;脱碳速率的变化规律为先增大后减小,脱碳速率有一定的规律;RH真空处理后的钢水需在LF完成脱硫、升温、合金化等操作,并且需保证终渣量20～23 kg/t,终渣（FeO）+（MnO）<1.2%,碱度R≥3.5等工艺条件。