RH真空处理生产IF钢时脱碳行为的研究

建立了从碳氧平衡出发的RH真空处理脱碳数学模型，模型综合考虑了碳氧的传质、真空室搅拌能等因素对脱碳的影响。模型得出，脱碳容积系数（akc）和真空室搅拌能成0．8次方的关系。IF钢现场生产数据验证了该模型的可靠性。利用该模型得出RH脱碳速率的影响因素，对优化RH处理IF钢操作工艺提供指导。本文还得出RH处理时OB与否曲线图，最佳OB时间和最佳OB量。     

RH精炼纯循环时间和镇静时间对IF钢洁净度影响

为了优化RH处理工艺,提高RH精炼后的IF钢的洁净度水平,通过分析全氧含量和夹杂物的控制水平,研究了纯循环和镇静时间对IF钢洁净度的影响。研究表明,RH加入铝粒反应6min后钢液中全氧质量分数降低至24.7×10~(-6)。加入Ti-Fe合金后,全氧质量分数上升至30×10~(-6)。随后RH经合金化后保持6~9min的纯循环时间,全氧质量分数可降低到27×10~(-6)。延长镇静时间至25min,可使全氧质量分数降低到27×10~(-6);通过直线法计算,夹杂物数量由破空时的13.21个/mm2逐渐降低到破空25min时的7.79个/mm2。     

IF钢试生产实践

为提高鞍钢三炼钢生产的IF钢质量,对三炼钢转炉-RH精炼-连铸生产IF钢的工艺过程开展了较为系统的分析研究。研究发现试生产中RH真空精炼过程[C]含量过高,浇铸过程中增碳、二次氧化比较严重,经改进调整之后,铸坯中w(C)在30×10-6左右,w(N)在25×10-6以下,w(T.O)在20×10-6左右,达到了较高的洁净度水平。     

IF钢主要成分冶炼控制的生产实践

介绍了本溪钢铁公司炼钢厂在冶炼IF钢的工业试验研究中，确定了生产IF钢的工艺参数以及对有害元素的控制措施，为今后批量生产提供依据。     

减少冷轧IF钢表面夹杂物的生产实践

通过对鞍钢第二炼钢厂复吹转炉、RH精炼处理、中间包及铸坯取样分析,结果表明冷轧IF钢表面夹杂物主要来自中间包二次氧化产生的大于100μm的簇群状、块状的A12O3夹杂物,并且主要分布在铸坯表面层或上1／4层厚度。优化结晶器浸入式水口几何参数,加强保护浇铸措施,开发中间包湍流控制器新技术,可以有效地防止钢液的二次氧化。大批量生产IF钢板过程中,夹杂物废品率由10,37％降低到0．61％。     

RH精炼过程中IF钢洁净度控制

为了优化RH处理工艺、提高RH精炼后的IF钢水洁净度,通过分析T[O]含量的变化研究了RH纯循环时间、镇静时间、钢包顶渣氧化性对IF钢洁净度的影响.实验结果表明:适当延长纯循环时间有利于钢液洁净度的提高,加TiFe后保证纯循环时间6~8min以上可使RH真空处理结束后钢液T[O]降至30×10^-6以下;随着RH真空处理结束后镇静时间的延长,中间包钢水T[O]含量总体呈下降趋势,镇静时间大于30 min的炉次,T[O]可控制在35×10^-6以下;RH结束后渣中T.Fe每提高1%,平均Al、Ti总损失会增加1.05×10^-6 min^-1,其中Al损失率0.40×10^-6 min^-1,Ti损失率0.65×10^-6 min^-1.     

IF钢碳含量不稳定因素分析

针对攀钢IF钢RH处理过程终点碳含量偏高及不稳定的问题,对IF钢生产工艺过程进行了跟踪调查.结果表明:RH处理前钢水[C]及a[O]、真空度、脱碳时间、钢包耐火材料及合金增碳等是影响IF钢碳含量偏高及不稳定的主要因素.RH进站[C]含量高于0.045%,终点碳含量与进站碳含量成正比关系;最小真空度越低,脱碳时间越长,终点碳含量就越低.为保证攀钢IF钢碳含量合格,应将RH进站钢水碳含量控制在0.030%～0.045%、a[O]控制在(500～700)×10-6,加强设备监控与维护以维持足够的深真空时间和进一步降低真空度.为减少RH处理后期钢液增碳,在保证真空室不结冷钢的前提下应使用渣线部位不含碳的钢包及低碳合金.     

RH加钛时机和纯循环时间对IF钢洁净度影响

为进一步提升RH精炼的冶炼效率,更好与高拉速连铸相匹配,对RH冶炼IF钢过程中加Ti时机和纯循环时间对夹杂物的影响开展了试验研究。结果表明,钢液中T.O质量分数在加Al 5 min后小于0.003 0%;夹杂物的数密度在合金化4～5 min后具有最小值,随后增加纯循环时间,夹杂物的数密度无明显变化。在300 t RH工业生产实践中,Al-Ti间隔时间为2 min、纯循环时间为5 min和Al-Ti间隔3 min、纯循环4 min的处理工艺可以保证钢液中的夹杂物充分上浮去除,夹杂物的数密度为0.7～0.8个/mm²,可以实现RH的高效化精炼。在Al-Ti间隔时间大于1 min、纯循环时间大于3 min的操作条件下钢液中未检测到尺寸大于50μm的夹杂物。基于以上工艺优化,IF钢的RH真空处理时间已经降低至20 min。向钢液中加入Al后主要形成Al₂O₃夹杂物,加入钛铁合金化后钢液中会形成富[Ti]区域,[Ti]将Al₂O₃还原而生成Al-Ti氧化物。随着[Ti]在钢液内的扩散以及...     

RH精炼钢中全氧量变化与操作改进

为了使钢中全氧量控制在一个适当的水平,在武钢炼钢总厂RH真空脱气装置对低碳、超低碳钢进行了脱氧净化试验.结果表明,影响全氧去除的因素按作用高低依次是出钢溶解氧水平,溶解氧与钢包渣的交互作用,钢包渣,和真空处理净化时间.通过改进工艺生产了全氧量 ≤ 10×10^-6,非金属夹杂物尺寸<10μm的清洁钢水,建立了一个钢包内钢水全氧浓度随时间变化的新方程,该方程考虑了全氧的表观平衡含量及环流、扩散传质对去除氧化物夹杂速率的影响.     

RH真空精炼后IF钢镇静工艺的洁净度研究

为了优化RH处理工艺,提高RH精炼后的IF钢水洁净度,通过分析T[O]含量和夹杂物含量的变化研究了钢水镇静（静置）时间对IF钢洁净度的影响.研究表明,随着镇静时间的延长,中间包钢液中T[O]含量和夹杂物数量总体呈先下降后回升的趋势.在30min到40min的镇静时间区间里,中间包内钢液试样T[O]含量基本稳定,所分析炉次中只有4.76%炉次T[O]超过30×10^-4%.在该厂现行工艺条件下,镇静时间在30 min到40 min的时段内的钢液洁净度水平较高.     

IF钢连铸坯表层夹杂物

针对国内某厂以BOF-RH-CC流程生产的IF钢连铸坯,采用氧氮化学分析、光学显微镜分析、扫描电镜分析、能谱分析和金属原位统计分布分析等多种分析方法,综合分析了夹杂物的尺寸、数量、分布以及成分等.结果表明,非稳态浇铸下铸坯二次氧化严重,大型夹杂物增多;铸坯宽度1/4位置表层夹杂物数量高于边部和中部;随着距内弧表面距离的增加,Al系夹杂物平均粒度越来越小,大于10μm的夹杂物比例也越来越小;铸坯表层夹杂物含量和粒度明显高于铸坯内部,其中距内弧6 mm处夹杂物总数最多.     

RH精炼真空度对超低碳钢夹杂物去除的影响

 大尺寸非金属夹杂物是引起超低碳钢冷轧钢板表面线状缺陷的重要原因。以IF钢为例,铸坯中大尺寸夹杂物主要有3类,即结晶器保护渣卷入后被凝固坯壳捕获;连铸过程中钢水二次氧化产生且未上浮去除的;钢液中未充分去除的夹杂物在浸入式水口处粘连、堵塞,后续堵塞物脱落被凝固坯壳捕获。钢液一次脱氧生成的夹杂物中,不低于100 μm的夹杂物在RH处理过程中较容易去除,100 μm以下的夹杂物受钢液的流动影响较大,特别是不超过20 μm的夹杂物由于其上浮时间长、钢液流动的跟随性好,去除难度较大。RH是超低碳钢最重要的精炼设备,也是夹杂物去除的关键环节,研究RH去除20 μm夹杂物的新技术具有重要的意义。研究了RH脱碳结束加铝后真空度对夹杂物去除的影响,创新性提出了低真空度去除不超过20 μm夹杂物的新技术。研究结果表明,与高真空度处理工艺(常规工艺)相比,低真空度(压力5 kPa)处理的钢液中夹杂物数量降低更显著,中间包钢液总氧质量分数平均降低0.000 2%,钢液增氮水平相当。冷轧钢板因炼钢原因导致的线状缺陷降级率比常规工艺降低了29%。夹杂物在钢液中的跟随性理论分析表明,低真空度处理工艺下RH内钢液循环流量和钢液流速减小,降低了RH处理过程中夹杂物随钢液的跟随性,提高了不超过20 μm夹杂物的去除效率,有效改善了水口堵塞程度、提高了轧板表面质量。     

IF钢300 t RH的生产实践

IF钢在300 t RH脱碳处理前要求控制转炉终点[C]≤0.06%,终点[O]0.05%～0.08%,出钢温度1 680～1 700℃;吹氩站钢包顶渣的(FeO)和(CaO)/(Al₂O₃)分别由原来的12.2%和6.7降至5.0%和1.7,以增加其吸附夹杂的能力;根据生产数据,建立了RH脱碳操作的自动计算模型,有效提高RH精炼过程各项技术指标的命中率,使平均[O]和[C]分别由RH脱碳前的0.046%和0.031%降至RH脱碳终点的0.035 0%和0.001 3%。     

IF钢表面夹杂缺陷的研究及控制技术

介绍本钢IF钢夹杂的形貌、组成以及在冷轧板上的分布情况,分析了夹杂形成原因。对转炉炼钢工序、精炼工序和连铸工序的工艺参数进行优化和建立合理的铸坯管理办法使本钢IF钢表面质量大幅提升。     

IF钢连铸头坯洁净度研究

应用氧氮成分分析、大样电解分析、扫描电镜分析、能谱分析等分析手段,研究了转炉—RH—连铸生产IF钢头坯洁净度的变化规律,并与正常坯洁净度水平进行对比分析。结果表明:沿拉坯方向头坯T[O]和[N]含量呈明显下降趋势。头坯大型夹杂物含量都明显高于正常坯,并沿拉坯方向总体呈减少趋势,4.4 m后大型夹杂物含量接近正常坯水平。铸坯中的大型夹杂物在厚度方向分布不均匀,内弧含量要明显高于外弧含量。头坯中大型夹杂物主要是尺寸为140~300μm和大于300μm两类,分别占总夹杂物质量分数的22.6%和56.8%,此类夹杂物主要来源于结晶器卷渣、中间包卷渣、二次氧化产物以及钢包引流砂。     

RH处理超低碳钢中总氧含量预报模型

根据300 t钢包RH真空处理超低碳铝镇静钢工业生产数据,建立了RH处理过程钢中总氧含量(氧化物夹杂含量)的预报模型。模型综合考虑了RH脱碳结束时钢中的初始氧[O]0及钢包渣中(FeO+MnO)的质量分数、吹氩流量、真空度、处理时间等因素的影响。模型计算值与实测值误差为±(3.5~8.0)%,说明该模型是可信的;利用模型分析讨论了RH操作过程的工艺因素对钢水总氧含量的影响。     

RH工艺生产轴承钢脱氧和去除夹杂物研究

针对RH工艺生产w(T.O)小于0.0010%的轴承钢,通过现场试验研究了RH纯脱气时间、吹氩量和初始T.O对脱氧和去除夹杂物的影响。试验结果表明:延长RH纯脱气时间可以显著降低钢中T.O和夹杂物的数量;RH提升气体量由60m3/h增大到72m3/h,取得良好的脱氧效果;RH真空处理14min的T.O受初始T.O的影响比真空处理25min的大。     

IF钢中Al2O3-TiN复合夹杂生成机理研究

通过形核理论解释了IF钢中Al2O3-Ti N的形成机理。RH中加TiFe合金化后由于局部wTi.wN浓度积有很大的过饱和度,满足异质形核条件,Ti N会以钢液中Al2O3为核心生成Al2O3-Ti N复合夹杂,但此时的Ti N并不稳定会随着钢液中wTi浓度的均匀而发生分解,在凝固过程中由于温度的降低和wTi的偏析会在凝固前沿Ti N再次析出。     

IF钢中细小夹杂物的控制

 高纯净度钢的生产是21世纪钢铁企业面临的重大课题,对钢中全氧含量和夹杂物含量的控制是生产高纯净IF钢的关键技术。为此笔者提出一种全新的夹杂物控制技术——反应诱发微小异相去除钢液中细小夹杂物的工艺,设计了一种具有该种功能的复合球体,并开展了工业现场试验研究。试验结果表明：反应诱发微小异相去除细小夹杂物工艺是一种成本低、效率高、简便易行的夹杂物控制技术,它可以显著降低IF钢中非金属夹杂物数量。与传统工艺相比,采用该技术对钢液进行处理后,铸坯中氧化物夹杂的数量明显减少,尺寸变小,铸坯的平均w(［TO］)最低可达7×10-6,吨钢成本可降低5～10元。     

IF钢铸坯表层显微夹杂分析

针对IF钢铸坯表层显微夹杂的变化,采用氧氮分析仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等方法,对钢中表层夹杂物的尺寸、数量、形态、分布和来源进行分析。结果表明,铸坯表层显微夹杂在距内弧表面3~4 mm处存在明显的聚集现象,其含量分别达到9.2个/mm~2、8.8个/mm~2,而其它位置上夹杂物数量为5.1~6.8个/mm~2;宽度方向上夹杂物分布具有随机性;表层显微夹杂以Al_2O_3-TiO_x、Al_2O_3类夹杂为主,尺寸多在20μm以内,两者合计占夹杂物总量的84%。