X80管线钢LF精炼渣系的开发与实践

对精炼渣的脱硫、吸附夹杂及防止钢水增氮能力进行了理论分析及计算,结合涟钢工艺现状,设计了X80的LF精炼渣系成分(Ca0:50%~55%,Si O2:10%~14%,Al2O3:20%~25%,Mg O:8%~10%,Ca F2:2%~4%)。工业实践表明,X80在当前精炼渣系下进行LF精炼,平均脱硫率达71%.平均[O]t脱除量达0.0044%,平均增氮量为0.001%,所设计精炼渣系具有良好的脱硫、吸附夹杂、防止增氮性能,满足X80质量要求。     

顶渣成分对夹杂物塑性化的影响

首先采用Fact Sage热力学软件对Ca O-Al2O3-Si O2-Mg O(10%)系夹杂物的塑性化控制进行了讨论,并进行了顶渣成分对夹杂物成分影响的实验室和工业试验研究。研究表明:在Ca O-Al2O3-Si O2-Mg O(10%)相图中,当w(Ca O)=8%~48%,w(Si O2)=35%~75%,w(Al2O3)=0~32%时,夹杂物处于塑性区域。随着顶渣中Al2O3含量的升高,帘线钢夹杂物中的Al2O3含量也随之升高,且夹杂物的分布也随顶渣中w(Al2O3)的升高而变得分散。综合实验室试验研究和工业试验生产结果,通过调节顶渣的成分,将顶渣碱度控制在0.7~0.9,w(Al2O3)=2%~5%时,可控制钢中非金属夹杂物的塑性化,断丝率降低了30%,达到了提高盘条质量的目的。     

精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响

 为了研究精炼渣对高锰钢中非金属夹杂物的影响,采用渣/钢平衡的试验方法研究了MgO SiO2 Al2O3 CaO系精炼渣对Fe xMn高锰钢(x=10%, 20%)中非金属夹杂物的影响。结果表明,无顶渣情况下,高锰钢中夹杂物主要为MnO类和MnO Al2O3类2类。加入精炼渣后,夹杂物类型发生了变化,主要有 MnO类、MnO SiO2类和 MnO Al2O3 MgO类3类,其中MnO SiO2类数量最多。采用ASPEX扫描电镜对夹杂物的平均成分进行分析,无顶渣时高锰钢中夹杂物的成分主要是MnO,质量分数在95%以上,并含有质量分数为4%左右的Al2O3。加入精炼渣后,夹杂物中MnO质量分数降低,SiO2质量分数显著增加,MgO质量分数增加。热力学计算结果表明,加入精炼渣后,渣/钢间反应4［Al］+3(SiO2)=2(Al2O3)+3［Si］和2［Mn］+(SiO2)=2(MnO)+［Si］的吉布斯自由能均小于零,这说明在本试验条件下,钢液中的［Al］和［Mn］会还原渣中SiO2,生成的［Si］进入钢液,进而与钢液中的［O］结合,导致夹杂物中SiO2增加。     

SWRH82B硬线钢CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物塑性化控制的生产实践

为了研究SWRH82B硬线钢通过控制精炼渣的组成实现夹杂物塑性化的可行性,通过对炼钢过程中各工序的精炼渣和钢液进行取样,并对精炼渣成分、钢液总氧含量以及夹杂物的形貌、尺寸、成分等进行检测分析。结果表明,采用无铝化脱氧,并将精炼渣的碱度控制在0.8~1.2,Al2O3质量分数控制在10%以下时,能使CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物成为塑性夹杂物;钢水经过RH真空精炼后夹杂物尺寸变大,并且夹杂物的Al2O3质量分数降低,SiO2质量分数升高,通过相关检测分析了造成此现象的原因,并提出了改进措施。     

高钛型高炉渣熔化性温度影响因素

针对增加钒钛磁铁矿使用比例渣中TiO2质量分数提高后,对二元碱度以及MgO、TiO2和Al2O3质量分数等对高钛型高炉渣熔化性温度的影响进行了分析。结果表明,在二元碱度为0.9~1.3、MgO质量分数为7.00%~13.00%、TiO2质量分数为21.00%~25.00%、Al2O3质量分数为13.00%~16.00%、其他组? 槐涞奶跫拢孀哦疃取gO质量分数升高,熔化性温度升高;随着TiO2质量分数升高,熔化性温度先升高后降低;随着Al2O3质量分数升高,炉渣熔化性温度降低。二元碱度可以在较大范围内变化,对炉渣熔化性温度的调控作用最明显;MgO、TiO2和Al2O3的质量分数只能在较小的范围内变化,对炉渣熔化性影响不显著。在渣中TiO2质量分数为21.00%~25.00%的条件下,炉渣二元碱度不宜超过1.15,三元碱度不宜超过1.60,否则炉渣熔化性温度将显著升高。     

高炉高铝低钛渣的熔化性

在Al2O3的质量分数为15.14%~18.14%,TiO2的质量分数为2%~5%的范围内研究了普通高炉渣的熔化特性。应用正交试验方法,以水钢现场高炉渣为主要原料,适当配加分析纯的Ca(OH)2、MgO、SiO2、Al2O3和TiO2化学试剂调整炉渣的组成成分,采用炉渣熔化特性测试仪半球点法测定炉渣的熔化温度。试验结果表明:渣中碱度和Al2O3含量增加,炉渣熔化性温度升高;TiO2含量增加,炉渣的熔化性温度明显下降;适当提高渣中TiO2和MgO含量可避免因Al2O3含量升高而引起的熔化性温度上升;炉渣的熔化性温度在1 320~1 400℃之间,熔化性良好。     

精炼渣对SUS444铁素体不锈钢中夹杂物的影响

在1 873K,MgO坩埚内进行了VOD精炼渣与SUS444铁素体不锈钢之间的脱氧平衡试验,考察了精炼渣对不锈钢中T.O含量及夹杂物组成、数量和尺寸分布的影响。结果表明,脱氧终点钢中w(T.O)=0.006 3%~0.007 4%,提高精炼渣碱度,降低渣中Al2O3的活度,有利于降低钢中T.O含量。精炼渣碱度增加,试样中单位面积夹杂物的个数及夹杂物的平均面积分数都减小。降低渣中Al2O3含量,夹杂物平均粒径也降低。加入脱氧合金后,钢中夹杂物主要为Al2O3、MgO·Al2O3及含有少量SiO2、MnO的复合氧化物;钙处理后,钢中夹杂物主要为球形的MgO·Al2O3-CaO。随着精炼渣中a(MgO)/a(Al2O3)的增加,MgO·Al2O3夹杂物中xMgO/xAl2O3随之增加。根据试验,R=3.5、w(Al2O3)=10%、w(MgO)=10%、w(CaF2)=5%的精炼渣具有良好的精炼效果。     

精炼渣控制82B帘线钢中夹杂物形态的实验室研究

在实验室条件下,采用高温钼丝炉对用45钢和重轨钢熔炼成的帘线钢进行脱氧和渣钢平衡试验,研究了精炼渣组分对夹杂物形态的影响。结果表明:在精炼渣碱度为0.8～1.2时,夹杂物中Al2O3含量和钢中Als随精炼渣中Al2O3含量的增加而增加。把精炼渣Al2O3质量分数控制在10%以下时,能够使CaO-SiO2-Al2O3夹杂物处于塑性范围内。因此,在低碱度条件下,通过Si、Mn脱氧和调整精炼渣中Al2O3含量来控制夹杂物的形态是可行的。     

CaO-SiO2-Al2O3-Na2O-CaF2固态渣系的再结晶性能

 含铝钢连铸时,钢水中的铝与保护渣中SiO2反应导致保护渣中Al2O3含量增加而SiO2含量减少,导致保护渣的热物理性能发生变化,从而影响了铸坯的质量。在以前的研究基础上使用X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DTA)以及扫描电镜(SEM)研究了高铝保护渣固态渣膜的结晶行为与晶体显微结构的变化规律。结果表明,高铝保护渣中CaF2的析出主要是因为SiO2含量的减少和Al2O3含量的增加导致大量的Ca2+的功能由电荷补偿变为网络修饰体,温度降低时CaF2首先析出;随着保护渣中Al2O3含量的增加,在同一加热速率下析晶温度升高;当保护渣中Al2O3含量较少时,析出晶体为枪晶石(Ca4Si2O7F2)和少量的CaF2,当Al2O3含量大于5%(质量分数,下同)时,霞石(NaAlSiO4)进一步析出,且随着Al2O3含量的增加,析出晶体的尺寸减小。     

酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化

 利用热力学计算软件FactSage确定了精炼渣中MgO质量分数合理范围为4%~8%,以6%最佳。由工业取样结果结合FactSage分析了1873K时SiO2-CaO-Al2O3-6%MgO准三元系液相区及CaO饱和的固液两相区渣-钢平衡。结果表明:高碱度高w(CaO)/w(Al2O3)(C/A)精炼渣有利于钢液的低氧低硫和低硅控制,但并非造得越“白”越好,相反过高的CaO对脱氧和硅含量控制不利。通过钢渣平衡分析得到了酒钢SPCC精炼渣优化成分范围(质量分数)为：CaO为50%~55%,Al2O3为30%~36%,SiO2为1%~6%,MgO为4%~8%,6%为最佳,碱度为9.0~14.0,w(CaO)/w(Al2O3)为1.5~1.8,实验室渣-钢平衡试验和工业生产结果均验证了优化的渣系较原渣系精炼效果更加优越,能够同时降低钢中总氧、硫和硅含量,也能有效控制钢中夹杂物的成分。     

CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系脱磷行为

利用Factsage软件计算了Al2O3含量对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系熔点和黏度的影响,并通过实验研究了在1 400℃时,CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元渣系对高磷铁水脱磷行为的影响.结果表明:渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间时,随着A12O3含量的增加,渣系的熔化温度迅速降低,进一步增加渣中的A12O3含量,渣系的熔化温度逐渐增加;Al2O3对CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3渣系的黏度影响不大;渣中Al2O3的质量分数在3％～6％之间变化时,渣系脱磷能力变化不是很大,脱磷率维持在91％左右,进一步增加渣系中A12O3的量,脱磷率逐渐下降;Al2O3对脱磷率产生影响可能是其改变了炉渣中液相所占比例,进而影响磷从铁水中向液相渣的传质过程.     

高炉炉渣中钛、镁、铝最优配比

以承钢现场渣为基准,研究了钛、镁、铝对炉渣黏度、熔化性温度和脱硫的影响。研究结果表明:在Ca OAl2O3-Si O2-Mg O-Ti O2五元渣系中,钛、镁、铝对炉渣性能的影响较大。随着Mg O质量分数增加,熔化性温度先降低后升高,黏度呈降低趋势,脱硫能力先升高后降低;随着Al2O3质量分数的增加,熔化性温度先降低后升高,黏度变化复杂,脱硫能力降低;随着Ti O2质量分数的增加,熔化性温度和黏度呈升高趋势,而脱硫能力降低。当炉渣碱度为1.12时,炉渣适宜成分:Mg O质量分数约为13.95%,Al2O3质量分数约为13.75%,Ti O2质量分数控制在10.57%以下。合理控制炉渣中钛、镁、铝的配比,对改善炉渣性能和提高高炉生产有重要意义。     

生产20CrMnTiH钢的最佳CaO-Al2O3渣系成分

 研究了某厂冶炼20CrMnTiH钢所用精炼渣的成分变化对钢液中w(T［O］)与夹杂物成分的影响。基于Factsage软件探讨了精炼渣成分变化对钢液中w(T［O］)的影响机制,指出精炼渣碱度R、w(CaO)/w(Al2O3)以及MI指数是通过改变渣中的Al2O3活度与CaO活度,提高精炼渣的“Al2O3”容量,以达到降低w(T［O］)的目的,并在此基础上提出了适合冶炼20CrMnTiH钢的精炼渣系成分(质量分数)：CaO 50%~55%,Al2O3 30%~35%,SiO2 6%~8%,MgO 5%~8%,其他不超过3%。通过工业试验发现,使用此渣系后铸坯中的w(T［O］)降至10×10-6。     

DC06 IF钢精炼渣成分优化及钢 渣中氧的控制

摘要：无间隙原子钢（IF钢）对含铝夹杂物要求极为严格。为冶炼洁净IF钢,采用热力学软件FactSage 7.0对IF钢精炼渣系做了优化计算,并采取6组工业实验做验证,根据结果提出改进措施。实验中采取氧传感器、碳硫分析仪及ICP AES对钢和渣成分进行检测,并通过ASPEX自动扫描电子显微镜检测钢中夹杂物成分与数量。热力学计算及实验研究发现,转炉脱碳结束时钢液中碳质量分数宜控制在0.04%,转炉渣中FeO质量分数控制在149%以内,降低钢中［O］质量分数到470×10-6。精炼时控制补吹氧炉次比在64%以下,补吹量在17m3内,精炼渣中SiO2、MgO及TFe质量分数分别控制在6%~8%、6%和5%~10%,钙铝比控制在1.4~1.6时,钢中［O］质量分数可控制在10×10-6,且该精炼渣系对Al2O3有较好的吸附性。在确保精炼脱氧的同时,降低钢液二次氧化,达到IF钢洁净冶炼目的。     

含Cr2O3转炉渣熔化温度的实验研究

利用变形法测定了含Cr2O3转炉初期渣的熔化温度,研究了含Cr2O3转炉初期渣熔化温度的影响因素。结果表明,随着Cr2O3含量的增加,初期渣熔化温度也随之显著增加,为了保证转炉吹炼顺利进行应尽量将Cr2O3含量控制在5%以下;当转炉渣中Cr2O3含量高于5%时,为降低转炉渣熔化温度,渣中MnO含量应控制在6%~9%范围内,MgO含量控制在7%~9%,Al2O3含量控制在2%左右,FeO含量控制在20%~30%;当转炉渣Cr2O3含量较高时(5%≤ω(Cr2O3)≤9%),向渣中添加一定量的白云石和铁矾土能促进转炉渣中高熔点相向低熔点相转变,有效降低转炉初期渣的熔化温度并促进了石灰的熔解。     

酸性精炼渣系SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO-FeO-MnO中Al_2O_3活度计算模型

为了获得帘线钢软吹终点钢水酸溶铝含量与渣中Al2O3之间平衡的热力学数据,本文根据熔渣结构的分子离子共存理论,建立了Si O2-Al2O3-Ca O-Mg O-Fe O-Mn O六元渣系的活度计算模型.计算得到了炼钢温度下酸性精炼渣中Al2O3的活度值,并分析了w(Mg O)和碱度w(Ca O)/w(Si O2)对Al2O3相关组元活度的影响,为帘线钢钢水软吹酸性渣精炼脱铝提供指导.     

高镁铝高炉渣的冶金性能

在实验室条件下,研究高炉渣中MgO及Al2O3质量分数对高炉渣冶金性能的影响规律。试验结果表明,当高炉渣碱度为1.1、MgO质量分数为12%不变时,随着Al2O3质量分数的增加,高炉渣熔化性温度逐渐增加,且当Al2O3质量分数超过17.5%时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐增加而渣铁硫分配比降低;当高炉渣碱度为1.1、Al2O3质量分数为20%不变时,随着MgO质量分数的增加,熔化性温度先降低后增加,当MgO质量分数超过11.8%时,高炉渣初晶相由黄长石区域转变成尖晶石区域,而且在1500℃时,高炉渣黏度逐渐降低而渣铁硫分配比增加。     

FeO、Al2O3和MgO质量分数对高炉初渣黏度的影响

以涟钢7号高炉软熔带炉料滴落形成的初渣为研究对象进行化学成分分析,采用分析纯试剂制备高炉炉渣渣样,探究CaO SiO2 MgO Al2O3 FeO五元渣系中,w(FeO)为3%～8%、w(Al2O3)为9%～13%及w(MgO)为2%～6%对涟钢7号高炉初渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明,在碱度为1.373时,炉渣黏度随FeO质量分数的增加而减小,且FeO质量分数越大,炉渣的熔化性温度越低;当w(MgO)为7.38%、w(FeO)为5%时,炉渣黏度和熔化性温度都随着Al2O3质量分数的增加而减小;当w(Al2O3)为10.95%、w(FeO)为5%时,随着MgO质量分数的增加,炉渣黏度和熔化性温度都呈现降低趋势。     

LD-LF-CC流程冶炼87Si钢的非金属夹杂的演变规律研究

为了减少和控制87Si钢中的夹杂物,论文采用热力学计算和试样分析检测的方法,对LD-LF-CC工艺生产87Si钢的夹杂物在各工序的种类和数量进行了系统地研究,对减少和控制87Si钢中的夹杂物有指导意义。结果表明:夹杂物在LF进站时,Al2O3-SiO2-MnO系为主,随着LF精炼的进行,渣中大量的[Ca]进入钢液,夹杂物成分逐渐向Al2O3-CaO-SiO2夹杂物转变。轧材中夹杂物中Al2O3稳定在33%,CaO达到40%,CaO/Al2O3为1.2。对于87Si钢,Al含量在0.006%左右,需要0.0075%的Mg就会有镁铝尖晶石析出,Ca含量在0.077%~1.204%时,Al2O3会转化为液态。     

低碱度低氧化铝精炼渣对帘线钢夹杂物控制

 研究了低碱度、低氧化铝精炼渣对帘线钢夹杂物控制情况。试验采用LD→LF精炼→软吹Ar→连铸工艺生产帘线钢,在碱度1.0、Al2O3质量分数为5%左右的精炼渣成分控制条件下,钢中酸溶铝AlS的质量分数控制在0.000 5%左右,进而控制夹杂物中Al2O3质量分数在22%以内,使得帘线钢中氧化物夹杂MnO-Al2O3-SiO2类、CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂物实现了良好的塑性化控制。根据分析,在帘线钢夹杂物去除方面,软吹氩处理对钢中CaO-Al2O3-SiO2系复合夹杂物去除效果比对MnO-Al2O3-SiO2类夹杂物更加明显;在成分控制方面,钢液中AlS含量随着炉渣碱度、炉渣Al2O3质量分数的升高而升高,而夹杂物中Al2O3质量分数会随着钢液中AlS含量升高而升高。