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。     

钢包MgO-C砖抗氧化剂对帘线钢酸溶铝的影响

为了避免帘线钢中脆性夹杂物的生成,通过采取控制入炉物料及合金含Al量、LF精炼炉造低碱度渣系的方法,钢液中酸溶铝(Al_s)质量分数可以控制在9×10~(-6)左右。通过优化钢包镁碳衬砖抗氧化剂的种类和含量,把抗氧化剂金属Al粉质量分数由1.61%降低至0.15%,其余部分使用等量的Si粉代替,在其它工艺不变的情况下,钢液中w(Al_s)从8.8×10~(-6)降低至6.1×10~(-6),降幅达30.7%。钢中典型复合夹杂物中Al_2O_3平均质量分数为8.6%,最大值为23.8%,复合夹杂物可控制在低熔点塑性区。     

LF精炼渣成分对帘线钢中铝含量的影响

 根据冶金熔体的共存理论,计算了CaO-MgO-MnO-FeO-SiO2-Al2O3六元渣系各组元的作用浓度。结合生产实际数据,建立了LF精炼过程中精炼渣成分和w［Al］之间氧化还原反应的数学模型,计算了精炼渣成分对w［Al］的影响。结果表明,LF精炼过程中w［Al］受w［Si］、w(FeO)联合控制。低碱度、低Al2O3含量的精炼渣对控制w［Al］有利,如果精炼渣碱度控制在0. 9,Al2O3含量(质量分数,下同)控制在3%以下,则可以将w［Al］控制在6×10-6以下。适当提高FeO含量有利于降低w［Al］。     

超低氧冶炼过程镁铝尖晶石形成的热力学分析与控制

 对超低氧试验钢精炼过程中镁铝尖晶石的形成机制和生成热力学计算分析表明：1873K时,MgO-Al2O3二元系夹杂物中MgO的质量分数超过17%时就能生成镁铝尖晶石;采用高碱度、w((CaO))/w((Al2O3))≈1、强还原性精炼顶渣对铝终脱氧钢液进行LF精炼时,在LF精炼中前期就实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石的转变;钢液中的镁则是实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石转变的中介和桥梁。而钢中镁含量是由酸溶铝控制的。因此,保持钢液中足够的铝含量是镁铝尖晶石生成的前提。生产过程中,当钢液的w(［Al］)达到0.03%时,w(［Mg］)只需要1.32×10-7以上就能生成MgO·Al2O3尖晶石。     

含钛焊丝钢小方坯连铸水口的结瘤机制

 利用扫描电镜对含钛焊丝钢中夹杂物性质及连铸水口结瘤物的物相组成进行了分析,并结合热力学计算研究了水口结瘤的形成机制。结果表明,LF 精炼出站钢液中存在大量Al2O3、TiO2夹杂物,并不断附着沉积在水口内壁形成氧化铝型、氧化钛型或两者结合的结瘤物,连浇炉数仅为4次。通过优化钢中［Al］-［Ti］-［O］关系,控制铝质量分数在钛-铝竞争氧化平衡线之上,即w(［Ti］)/w(［Al］)4/3>84.49 且w(［Ti］)/w(［Al］)>7.46,当钢液中w(［Al］)<0.0068%时,能够降低Al2O3夹杂比例,有效减轻水口结瘤,连浇炉数提升至6炉次。     

LF精炼过程钢液氮含量控制

针对LF精炼钢氮含量偏高的问题,对冶炼各工序进行了取样分析,发现LF精炼造渣阶段为主要的增氮环节。通过实际取样检测和热力学分析,证实造渣阶段的增氮主要是由铝灰中的Al N引起的。使用Al2O3含量较高、氮含量较低的人工合成渣替代铝灰,使铝灰的使用量由2.6 kg/t降低至0.6 kg/t,通过对一个浇次7炉试验钢的LF出站氮含量进行检测,平均氮质量分数由改进前的76×10-6下降到44×10-6,在不影响精炼效果的同时抑制了原辅料引起的钢液增氮。     

LF热态钢渣循环利用炉渣成分控制

 为了实现LF热态钢渣的循环利用,对目前武钢LF热态钢渣两次循环利用工艺中精炼渣的组成、脱硫能力及吸收夹杂能力的变化进行了分析研究。结果表明,LF热态钢渣循环利用后钢水的脱硫率可以达到90%以上,精炼终点w（［S］）可以达到0.001%的水平;相对于未循环工艺,钢中w(T［O］)减少17.50×10-6,w(［N］)减少17.00×10-6,夹杂物数量减少4.47个/mm2。根据两次热循环利用结果得出：通过控制回收的渣量及补加石灰的量,可保证循环后初始炉渣中的w((S))小于0.20%,终渣碱度（w(CaO)/w(SiO2）)在12.00～20.00范围,w(CaO)/w(Al2O3)为1.75～2.00,从而使精炼渣的脱硫效率、w((S))/w(［S］)不受循环次数的限制。     

“全三脱”铁水转炉少渣冶炼低氮钢生产实践

在首钢京唐钢铁联合有限责任公司"全三脱"铁水少渣冶炼工艺过程中,通过生产历史数据对影响钢水氮含量因素进行分析,结果表明:转炉顶枪漏氮对钢水增氮有很大影响;采用硅铁作为提温剂可以有效控制钢水w(N)在12×10-6左右;脱碳转炉采用全程底吹氩钢水w(N)可以降低3.3×10-6;转炉熔池内w(C)=0.3%~0.4%时,加入矿石可有效降低钢水氮含量;转炉后吹以及出钢时间越长,钢中氮含量越高;采取优化措施后,脱碳转炉出钢后,可稳定控制钢包内钢水w(N)≤15×10-6,达到了冶炼低氮钢的控制要求。     

低酸溶铝控制下的St14控氧解析

应用化学、金相、低倍及小样电解等检验分析手段,研究浇铸过程较低酸溶铝条件下,LDRH-CC工艺路线生产含Nb的ST14夹杂物控制状态,研究结果表明:较低酸溶铝条件下夹杂物尺寸普遍在20μm~40μm之间,且出现50μm大聚集;全氧TO中80%为SiO2和Al2O3(SiO2∶Al2O3=1∶2),未发现微米级硅酸盐或SiO2,推测SiO2在钢中以很小的弥散态存在;当钢包顶渣中全铁由17%降至7%,铸坯中的全氧由38×10-6降至17×10-6,夹杂物总量由121×10-6降至56×10-6。     

渣组成对钢水洁净度的影响

 在实验室基础上对比研究了w(CaO)/w(SiO2)为5、w(Al2O3)为25%的渣系A,w(CaO)/w(SiO2)为8、w(Al2O3)为46%的渣系B,与高强度合金结构钢液在1600 ℃条件下反应90 min后钢水洁净度的变化,研究结果表明：随着渣系由A到B,钢中总氧质量分数平均值由12.25×10-6降低到9.25×10-6,硫质量分数平均值由19×10-6降低到8.63×10-6,炉渣的硫分配系数LS由7~17增加到120~260;渣系A、渣系B与合金钢液反应后钢中夹杂物大部分是钙镁铝硅酸盐类夹杂,并且得出渣系B精炼条件下钢中这类夹杂熔点明显低于渣系A精炼条件下的此类夹杂。     

轧制超厚板的高质量板坯工艺探索

 针对轧制超厚板对钢水洁净度和板坯质量的特殊要求,进行了LF炉渣系、VD和LF炉吹氩制度以及连铸工艺参数等优化试验。试验结果表明:钢水纯净度达到了预期效果,w(［P］)≤0.01%,w(［S］)≤0.003%,w(［O］)≤4×10-6,w(［H］)≤0.9×10-6,w(［N］)≤35×10-6;同时,板坯质量也得到了有效的改善,Q345系列钢种的中心偏析为1.0级,其他试验钢种的C类偏析达到了0.5级;中心疏松都达到了0.5级。     

半钢炼钢复吹工艺优化

 进行了120 t转炉半钢炼钢复吹研究,研究结果表明：透气砖数量越多,复吹效果越好。采用6块透气砖,吹炼终点钢中w(［O］)达527×10-6,渣中w((TFe))达19.52%,w( ［C］ )· w(［O］)达0.0022%。底吹流量005 m3/(min·t)后搅3 min,同时加入50～100 kg含碳材料,终点钢水氧活度降低146.8×10-6。确定合理废钢加入量的原则是以终点钢水C来控制终渣TFe。采用合理的透气砖维护工艺,确保形成稳定的“炉渣 蘑菇头”是提高透气砖寿命的关键,使透气砖寿命从1000～2000炉提高到6000炉以上。     

马钢SPHC钢钙处理的热力学分析

针对马钢CSP生产的SPHC钢钙处理现状,应用热力学平衡模型计算了钙处理钢液中的S-Ca、Al-Ca平衡反应,得出CaS容易在相对较高和温度较低时析出,1 873K时变性处理形成C_(12)A_7和C_3A的理论钙铝比值应分别满足w([Al])~2/w([Ca])~3≤2.90×10~5和9.62×10~3。参照实际生产数据,经分析提出该钢种钙处理时w([Al])~2/w([Ca])~3≤5.0×10~4、w([Ca])/w([Al])为0.09~0.11、w([S])≤0.003%等的合理控制范围。     

转炉—RH—连铸工艺生产高压气瓶用钢洁净度的研究

对转炉— RH精炼—连铸工艺生产高压气瓶用钢 T[O]变化及非金属夹杂物进行研究的结果表明 ,在转炉出钢过程由于炉渣与脱氧产物作用生成的粗大球状夹杂物及铝脱氧生成的大尺寸 Al2 O3簇群状夹杂物绝大多数可由钢液排除 ,铸坯中存在的夹杂物主要是较小的块状和簇群状 Al2 O3及少量由于结晶器保护渣卷入造成的球状夹杂物。 RH精炼后钢液 T[O]在 (2 8～ 34 )× 10 - 6 之间 ,中间包钢水 T[O]在 (2 4～ 2 6 )× 10 - 6之间 ,铸坯 T[O]在 (12～ 19)× 10 - 6 之间 ,该工艺生产的气瓶用钢具有很高的洁净度。     

无取向硅钢W800生产过程中夹杂物演变规律

 针对210 t BOF- RH- CC工艺生产的无取向硅钢W800,采用氧氮分析仪、扫描电镜、图像分析、大样电解的手段,研究W800生产工艺过程中钢水洁净度的变化及钢中夹杂物数量、尺寸、类型的演变规律。研究表明：钢中w（T［O］）总体上逐渐降低,w（［N］）逐渐增加;钢中夹杂物尺寸大部分集中在0～3 μm,在冶炼过程中夹杂物的数量不断减少;RH精炼过程中钢中夹杂物为Al2O3和少量MgO- Al2O3夹杂;中间包中MgO- Al2O3夹杂数量增加,单独Al2O3夹杂减少;铸坯中的夹杂物主要为AlN、Al2O3和MnS,尺寸在10 μm以下,没有发现单独的Al2O3,铸坯中大型夹杂物主要为脱氧产物、卷入的炉渣与炉衬反应形成的Al2O3- SiO2、CaO- Al2O3- SiO2、CaO- MgO- Al2O3复合夹杂。     

中薄板坯流程生产IF钢中包水口结瘤控制

采用扫描电镜、能谱分析等方法,对BOF-RH-CC中薄板坯流程生产含钛IF钢浸入式水口结瘤的原因进行了分析。结果表明,含钛IF钢水口结瘤的原因为水口本体内部的C与SiO₂发生反应产生氧化性气体,氧化性气体和钢水中的[Al]、[Ti]反应在水口内壁上形成反应层,反应层促进了钢水中原有的Al₂O₃和Al-Ti-O复合夹杂物快速向水口内壁沉积。Ti的存在加重了水口结瘤的发生。以全流程氧位控制为目标,通过转炉终点控制、RH精炼、顶渣改质、中薄板坯连铸等工艺优化,使RH出站钢水T[O]质量分数控制在35×10^-6以下,中包钢水T[O]质量分数控制在30×10^-6以下,水口结瘤现象得到明显改善,单支水口平均连浇炉数由1.2炉提高至3炉,单支水口连浇时间提高到177 min。     

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。     

UHP EAF—LF—VD低氧轴承钢生产工艺的改进

在UHPEAF-LF-VD-IC轴承钢的生产线上，对影响轴承钢氧含量的主要因素如脱氧剂、脱氧方式、精炼炉渣、温度制度、吹氩强度等进行了探讨，用改进的工艺可使轴承钢［O］≤11×10