RH精炼过程Al2O3夹杂物运动和去除的数值模拟

在流场模拟计算的基础上,建立了RH真空精炼过程Al2O3夹杂物运动及去除模型.通过数学模拟计算,分析了RH精炼过程夹杂物运动规律,讨论了夹杂物尺寸、RH吹气量等对夹杂物去除的影响.研究结果表明:同一管径条件下,吹气量为1 400 L/min时,夹杂物的总去除率最高为66.1％且最快去除时间为202 s,是去除夹杂物的最优吹气量;同一吹气量条件下,下降管内径为700 mm时,夹杂物的去除率最高,可达71.31％,夹杂物去除时间最短,为217s.     

X70管线钢的夹杂物控制

通过工厂试验研究了X70管线钢冶炼过程中钢包顶渣成分、软搅拌的氩气流量以及浇铸温度对铸坯洁净度的影响;应用超声波C-Scan探测铸坯中的大型夹杂物（100μm以上）;并用扫描电镜对铸坯中夹杂物的成分进行了分析。试验结果表明：当氩气流量为15m^3／h左右时,软搅拌能有效地去除钢水中的小型夹杂物;当钢包顶渣的氧化性降低且...     

管线钢LF精炼过程夹杂物行为研究

探讨了不同精炼周期和钢包底吹氩制度对管线钢中夹杂物去除效果的影响.结果表明,LF精炼过程钢中全氧去除率约为20%,氮含量变化不明显;LF从进站到出站,夹杂物面积比可降低40%～50%,小颗粒夹杂物粒度分布比例增加,其中2～5 μm小颗粒夹杂,由进站时的40%～50%提高到出站时的80%～90%,但最大夹杂物粒度没有明显变化.     

管线钢冶炼过程夹杂物行为研究

对管线钢从精炼开始到轧材整个生产过程中夹杂物的行为进行了研究。采用金相、化学等各种分析手段,分析了管线钢钢水、连铸坯及热轧卷的洁净度的变化。试验结果表明：现有的生产工艺在稳态浇注时钢水的洁净度满足产品质量要求,LF精炼后钢中夹杂物的含量明显降低。钢水和稳定态铸坯没有发现大于20μm的夹杂物和聚集的夹杂物。非稳态的头坯热轧卷2m长度内氧化铝夹杂超标,主要位于铸坯的内孤表面;头坯热轧卷的夹杂物检测中发现了K2O等成分,表明开浇过程由于拉速变化引起结晶器卷渣。     

X80管线钢精炼过程中夹杂物行为研究

研究了国内某厂生产X80管线钢精炼过程中夹杂物的转变.BOF出钢阶段加铝脱氧,钢中夹杂物以伴有极少量MgO的Al2O3为主;LF过程采用高碱度高还原性渣精炼,钢中Al2O3夹杂物向钙铝酸盐和CaO-MgO-Al2O3复合夹杂物转变,平均成分靠近低熔点区;RH真空处理后,夹杂物中Al2O3和MgO的含量减少,CaO含量增加,夹杂物成分分布较为分散;钙处理后,钢中CaO-MgO-Al2O3复合夹杂比例明显减少,CaO与CaS比例明显增加,夹杂物平均成分已经远离低熔点区,达到了高品质管线钢的冶炼效果.     

RH真空处理对高碳铬轴承钢尖晶石夹杂物的影响

 钢中尖晶石夹杂物不仅会恶化钢的可浇性,还可能导致成品出现宏观夹杂物,RH真空处理是去除钢中夹杂物的重要环节。对RH真空处理过程高碳铬轴承钢夹杂物数量、成分和类型变化开展研究,通过热力学计算讨论了真空压力对高碳铬轴承钢尖晶石夹杂物稳定性的影响。试验结果表明,当真空压力为30 Pa时,真空处理10 min,钢液循环总量达200～400 t,尖晶石夹杂物全部消失。真空处理15 min,夹杂物总数大幅降低,由480个/(200 mm2)降至97个/(200 mm2),夹杂物总数减少80%。真空处理后,钢中液态夹杂物数量增加且夹杂物呈高度液态化,与真空处理前相比,液态夹杂物的数量由44个/(200 mm2)增至71个/(200 mm2),增加61%,液态夹杂物占比由9%增至73%。尖晶石夹杂物全程为单一颗粒状,未发现其碰撞、聚集现象。热力学计算表明,真空条件下,高碳铬轴承钢中尖晶石夹杂物可被钢中碳还原分解,温度为1 600 ℃时,临界分解压力为16 000～22 000 Pa,真空度越高,越有利于尖晶石夹杂物的还原分解。真空压力为4 900 Pa时,真空处理7～14 min,钢液循环总量达511～1 022 t,尖晶石夹杂物即完全消失;真空度为20 400 Pa时,即便延长处理时间至40 min,将钢液循环总量增至2 360 t,尖晶石夹杂物仍存在。与夹杂物被“物理去除”的观点相比,真空条件下,尖晶石夹杂物被钢中碳还原分解能更好地解释真空过程尖晶石夹杂物的变化特征。     

镁对X120管线钢夹杂物的作用

 运用热力学计算了X120管线钢中氧化镁及其复合夹杂物在钢液中的析出条件,以X120管线钢酸溶铝目标质量分数0.025%为例,0.00046% 0.0033%,钢中将有MgO生成。在X120管线钢的成分下,w(［Ti］)=0.016%时,w(［Mg］)=00008%就可以生成2MgO·Ti2O3复合夹杂。微镁处理的X120管线钢中的夹杂物全部是细小的含镁复合氧化物或是含镁氧化物与硫化物的复合夹杂。镁处理钢中的夹杂物小于2 μm的占85%,2~5 μm的占14.5%,5~10 μm的夹杂物仅有0.5%,看不到大于10 μm的夹杂物,大大优于钙处理钢。     

钙处理工艺对X70管线钢夹杂物的影响

 利用ASPEX扫描电镜(SEM+EDS)对某厂两种钙处理工艺(工艺A：LF→钙处理→RH,工艺B：LF→RH→钙处理)生产X70管线钢冶炼和浇铸过程中的夹杂物进行系统的研究。结果表明：工艺A生产的X70管线钢板中夹杂物是CA6和CA2(C代表CaO,A代表Al2O3)为主的高熔点的钙铝酸盐。产生此类夹杂物的主要原因是RH真空精炼中钙的严重损失以及中间包的二次氧化。CA6和CA2等夹杂物极易聚集成大尺寸夹杂物,经过轧制后严重影响钢板性能,甚至导致钢板探伤不合格。工艺B生产的X70管线钢中夹杂物为CaO-Al2O3(少量)-CaS系夹杂物,这种夹杂物尺寸小,弥散分布,对轧板性能危害小。     

X70管线钢铸坯中非金属夹杂物的研究

利用大样电解、金相观测、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)等手段,对X70管线钢铸坯中夹杂物的数量、粒径、形貌及组分进行了研究.结果表明:X70管线钢铸坯中夹杂物数量较多,粒径较大,且多为复合夹杂.针对大型夹杂物中硫化物、氧化物、硅铝酸盐和钙铝酸盐复合夹杂的特点,分析了铸坯中夹杂物的主要来源.     

X70管线钢钙处理研究

在X70管线钢LF精炼后期分别以100 m/min和200 m/min速度向钢中喂入300~500 m硅钙线或添加硅钙钡铁,对钢中夹杂物进行变性处理。喂钙后钢样、结晶器钢样和铸坯样中的CaTot和夹杂物分析表明:钙处理后钢中钙含量在不断下降;夹杂物的组成、形貌和尺寸也在不断变化。根据钢中夹杂物的变化、夹杂物对高级别管线钢性能和连铸顺行的影响,提出了高级别管线钢生产中夹杂物变性控制策略。     

不同工艺因素对RH精炼夹杂物去除过程的影响

采用数值模拟方法分析了不同工艺因素对RH精炼中夹杂物去除过程的影响。数值结果表明:小尺寸夹杂物的碰撞长大可有效降低其数量密度,大尺寸夹杂物主要通过上浮去除;浸渍管插入深度、真空室压力和吹氩量是影响夹杂物去除的3个重要参数,其中吹氩量最为显著;在避免发生卷渣的前提下,减小浸渍管插入深度有利于夹杂物去除;在合金化脱氧后,保持较高的真空度可促进夹杂物的去除;在浸渍管插入深度为500 mm,真空度为1kPa的条件下,吹氩量达到2000 L时夹杂物去除率可达到75%;吹氩量达到饱和值后,进一步增大吹氩量不能继续促进10μm以上夹杂物的去除。     

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。     

薄板厂210t RH脱气工艺研究

通过在薄板厂宽厚板铸机生产钢种的工业性试验,得出:在RH真空度不大于0.27 kPa,环吹氩流量在1 200～1 500 L/min范围,高真空时间在10 min以后,钢中w[H]可以达到2×10-6以下,而且在高真空时间为16 min时,钢中w[H]、w[O]和w[N]平均分别为1.6×10-6、13.2×10-6和41×10-6。     

RH真空精炼炉脱气工艺分析

结合生产实际数据,分析了RH真空脱气工艺过程。如要求[H]≤1.8×10-6,需真空处理9min;当要求[H]≤1.5×10-6时,冬、春季节RH处理时间为≥11min,夏季则为≥12min,秋季应为≥13min;RH脱氮率约为23%,且在脱气超过8min时RH脱氮出现拐点,延长真空处理时间对脱氮影响不大。     

X70管线钢中夹杂物控制试验研究

试验研究了X70管线钢中的夹杂物形貌、成分及大小，试验结果表明，钢中存在大颗粒的硅酸盐或SiO2夹杂物。在分析X70管线钢中硅酸盐类夹杂物存在的有害性的基础上，提出了避免钢中硅酸盐类夹杂物产生的措施，应用于生产并得到了较好的效果。     

X70管线钢中夹杂物控制试验研究

试验研究了X70管线钢中的夹杂物形貌、成分及大小,结果表明,钢中存在大颗粒的硅酸盐或SiO2夹杂物。在分析X70管线钢中硅酸盐类夹杂物存在的有害性的基础上,提出了避免钢中硅酸盐类夹杂物产生的措施,应用于生产并得到了较好的效果。