唐钢RH钢水洁净度分析与研究

采用金相统计、扫描电镜、电子探针以及氮氧分析等试验方法对采用RH精炼的SPHD钢在精炼和连铸 环节各阶段钢水（坯）夹杂物的含量、类型和成分以及全流程氮氧质量分数进行了分析,试验结果表明:降低和避免 RH精炼铝氧升温有利于提高钢水洁净度和可浇性,对RH钢水中的夹杂物进行改性、提高夹杂物上浮速度是提高 钢水可浇性的重要措施,降低中包耐材侵蚀、避免卷渣是提高钢材洁净度的重要保障。     

不同精炼工艺对钢中夹杂物的影响

通过对比J55石油套管钢采用LD-RH-LF-CC和LD-LF-CC 2条工艺路线钢中氧、氮、氢及夹杂物的控制水平,研究了2条工艺路线钢中气体、夹杂物含量对产品性能的影响.试验结果表明,经2条精炼工艺处理后钢水及铸坯的夹杂物是一致的,产品质量各项指标相同.因此从夹杂物角度考虑,采用LD-LF-CC工艺可降低生产成本.该研究为新钢种的工艺设计提供了理论依据.     

二次氧化及钙处理对超低氧特殊钢中非金属夹杂物的影响

开展工业试验研究了二次氧化以及钙处理对超低氧特殊钢中非金属夹杂物的影响,研究结果表明:采用LD→LF→RH→CC工艺路线,通过铝脱氧、造高碱度精炼渣,可生产w(T.O)0.000 7%的42CrMo特殊钢;钙处理虽有利于改善钢水浇铸性能,但将导致钢中大尺寸钙铝酸盐类夹杂物数量增加;二次氧化将导致液态CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物向固态CaO-MgO-Al_2O_3夹杂物转变,同时导致Al_2O_3夹杂物和镁铝尖晶石夹杂物生成,对钢水洁净度不利。因此,生产超低氧特殊钢应尽量避免二次氧化和钙处理。     

CAS精炼工艺对镀锡板洁净度的影响

为释放RH产能，缩短精炼处理时间，提高生产效率，采用CAS工艺替代RH工艺精炼镀锡板，并通过取样对比分析了不同工艺下钢水洁净度水平。结果表明：两种精炼工艺生产的钢水中间包T.O含量为13～14 ppm,相差不大；CAS精炼工艺平均增氮5.2 ppm,相比RH工艺控氮能力较弱，不适合极低氮钢种的生产；钢水中显微夹杂物有单颗粒Al₂O₃、簇状Al₂O₃、Al₂O₃-CaO和Al₂O₃-MgO系夹杂物，以Al₂O₃为主；CAS精炼结束夹杂物尺寸2～10μm,总数量16.11个/mm²,较进站时减少66%,能有效去除钢水中夹杂物，满足MR T-2.5 BA钢的生产需要；对比RH精炼工艺，RH结束时夹杂物总数15.31个/mm²,略低于CAS工艺，中间包夹杂物总数量11.45个/mm²,比CAS工艺低23.9%,R...     

转炉-精炼-连铸过程钢中氧的控制

结合近年来的文献和笔者的研究工作,概要论述了转炉—精炼—连铸过程中钢洁净度(以总氧含量T[O]表示)的控制及夹杂物对产品质量的影响。提高钢的洁净度应从产生夹杂物的源头抓起,尽可能降低转炉终点氧含量。根据生产统计数据,建立了转炉终点氧预报模型。介绍了硅镇静钢、硅铝镇静钢、铝镇静钢三种脱氧模式及脱氧产物的控制方法。采用钢包精炼方法把夹杂物消灭在钢水进入结晶器之前是获得“干净”钢水的关键。介绍了RH、LF、中间包钢水总氧预报模型。介绍了在连铸过程中防止钢水再污染和进一步去除夹杂物的措施。     

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。     

铝镇静钢LF精炼过程中夹杂物行为研究

通过对LF精炼开始3 min、通电化渣和钙处理后3个阶段的钢水进行取样,对夹杂物的数量、形态及成分进行对比分析,来研究铝镇静钢中夹杂物在精炼过程中的变化及钙处理对夹杂物性质的影响.结果表明:钙处理在提高钢水洁净度、夹杂物改性等方面效果显著.当LF炉通电化渣后,夹杂物球化率显著提高;钙处理后,球化率进一步提高.LF精炼开始3 min后,钢中的夹杂物以Al2O3-SiO2-MnO和纯Al2O3夹杂物为主;通电化渣后,钢中夹杂物以Al2O3-CaO(CaS)-SiO2为主;钙处理后,钢中夹杂物以Al2O3-CaO为主.     

82B钢精炼处理后软吹时间对夹杂物行为的影响

为了满足82B钢质量要求,通过对精炼处理后软吹过程中的钢水进行取样,并对钢样中的夹杂物进行全面检验分析,研究了不同软吹时间条件下钢中夹杂物数量及尺寸的变化情况。结果表明:综合考虑夹杂物的去除效果和软吹过程的温降等因素,认为软吹时间控制在25~35min较为合理。生产统计数据表明,改善软吹工艺后,钢水的洁净度有了大幅提高。     

风电钢钢中夹杂物探讨

文章介绍了八钢风电钢生产的工艺优化,系统性分析了LF精炼、RH真空处理、连铸浇铸过程钢水中氧氮变化、夹杂物的组成变化、夹杂物的数密度和面密度变化及不同夹杂物百分数变化。得出八钢风电钢洁净化水平为钢中氧含量≤12×10~(-6)、氮含量≤50×10~(-6),夹杂物数量≤20个/mm~2,10μm以上夹杂物约占2%。     

高级别船板钢炉外精炼过程洁净度研究

为了研究采用BOF-LF-RH-CC工艺生产的A32船板钢洁净度水平,进行了三炉工业实验.通过对冶炼过程系统取样分析,研究了钢中总氧、氮含量变化,夹杂物的转变规律及机理.结果表明:该工艺生产的船板钢有较高的洁净度,中包总氧控制在2×10-5以下,氮含量控制在4×10-5以下;LF精炼过程中,钢中总氧、夹杂物数量密度和平均尺寸均降低,夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃三元系;RH精炼过程中,钢中总氧和夹杂物数量密度降低,而夹杂物平均尺寸升高;钙处理过程中,夹杂物数量密度升高,而夹杂物平均尺寸降低,夹杂物转变为CaO-Al₂O₃-CaS三元系.      

轴承钢GCr15的脱氧工艺优化与分析

分析了电炉→精炼过程中氧、氮含量的变化及炉渣成分变化。减少铝线喂入量，降低炉渣碱度、控制渣中Al2O3含量可有效减少D类夹杂物的生成。保证弱搅拌时间，促进夹杂物的上浮，可有效地去除D类夹杂物。     

20SiMn合金结构钢精炼渣系优化

为控制20SiMn锻件用结构钢中氧含量和钢中夹杂物，首先采用热力学软件FactSage 8.1计算了1 600℃下CaO-SiO₂-Al₂O₃-5%MgO系精炼渣与20SiMn钢液平衡时的等氧线，并优化了精炼渣成分。同时，计算了不同氧含量下钢中Fe-Mg-Al-O体系优势区图。其次，实验室中设计了4组精炼渣成分，并在1 600℃下采用高温电阻炉进行渣-钢平衡试验，试验后采用X射线荧光光谱分析测定渣成分，采用等离子体光谱仪对钢样成分进行分析，采取红外碳硫分析仪、氧氮联合分析仪分别测定钢中碳硫和全氧含量，采用场发射扫描电子显微镜对试样中的夹杂物进行成分和形貌分析，并对钢中夹杂物数量与成分进行统计，试验研究了不同精炼渣对钢中氧含量、夹杂物组成、数量和尺寸的影响。最后，建立了动力学模型来描述“钢渣”界面上的夹杂物去除行为。试验和热力学模型结果揭示了钢中典型Al₂O₃、MgO·Al₂O₃夹杂物与钢中氧、镁和铝含量的关系，动力学模型描述了夹杂物分...     

X80高级别管线钢的洁净度

针对莱芜钢铁集团120 t顶底复吹转炉(脱磷)→120 t顶底复吹转炉(脱碳)→LF→RH→CC试生产X80管线钢的生产工艺,采取示踪剂示踪、系统取样、综合分析的方法,对LF精炼前后、RH精炼前后,中间包和铸坯中总氧、氮、显微夹杂物和铸坯中大型夹杂物的变化进行了系统的研究。研究结果表明,铸坯中总氧含量平均为8×10-6,氮含量平均为58×10-6(质量分数,下同),96%的显微夹杂物的尺寸小于2μm,平均为2.50个/mm2,大型夹杂物平均为2.23 mg/10 kg。铸坯中氮含量较高,精炼过程夹杂物变性效果较差。     

RH精炼过程中吹氧量对IF钢洁净度的影响

无间隙原子钢（IF钢）主要用于汽车、家电等行业,除需要极低的C、N含量外,对最终产品的表面质量也有严格要求。钢中O含量和夹杂物对产品的表面质量影响很大。快速降低钢中C含量、同时保证钢的高洁净度是非常重要的。为此,通过在Ruhrstahl Hereaeus（RH）精炼?连铸过程密集取样,采用ASPEX扫描电镜详细研究了RH吹氧强制脱碳工艺下吹氧量对IF钢洁净度的影响。结果表明,本实验条件下,吹氧量对精炼?连铸过程中夹杂物的类型和形貌没有影响。吹氧量对RH精炼前期（加Al后4 min内）钢液洁净度影响较大,而对后期生产过程中钢液的洁净度影响不大;精炼前期,吹氧量高,钢液中总氧（T.O）含量和夹杂物的量增加。簇群状夹杂物主要出现在RH破空之前,真空精炼结束后钢液中很难发现簇群状夹杂物。中间包钢液洁净度与RH吹氧量相关性不大,而与加Al脱氧前钢液中O含量相关性很大,加Al脱氧前钢液中O含量高,中间包钢液洁净度差;为提高中间包钢液的洁净度,应尽量减少加Al脱氧前钢液中的O含量。随着生产的进行,钢液中T.O含量、夹杂物的量呈下降趋势,洁净度逐渐提高。      

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢洁净度的影响

 利用实验室渣-钢平衡试验研究了高碱度精炼渣对GCr15轴承钢中[w(T[O])]和夹杂物的影响。结合试验结果和热力学分析,探讨了钢中[w(T[O])、]夹杂物尺寸分布和粒径大小的变化规律,以及氧化物夹杂的转变过程。研究结果表明,碱度为6时,精炼渣(59.4%CaO-24.8%Al2O3-9.8%SiO2-6%MgO)可将钢中[w(T[O])]控制在0.000 6%以内,氧化物夹杂平均尺寸最小为2.26 μm。随着钢中[w([Ca])]和[w([Mg])]的增加,钢中氧化物夹杂转变过程为Al2O3→MgO·Al2O3→MgO→CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物(核心为MgO,外围包裹着CaO-Al2O3)。渣-钢反应前期钢中以MgO·Al2O3为主,后期以MgO和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物为主。氧化物夹杂转变的试验结果与热力学分析结果相一致,大多数氧化物夹杂尺寸小于5 μm。     

轴承钢精炼中大型夹杂物来源的示踪

 为了控制轴承钢中大型夹杂物,采用在LF精炼初渣中添加示踪剂的方法, 确定轴承钢大型夹杂物的来源。 初期脱氧夹杂一直悬浮在钢中,未与炉渣接触,不含BaO成分,在钢中残留量占全部氧化物夹杂的10%～15%;内生夹杂由渣钢反应生成,随精炼进行,含BaO夹杂的比例升高。无渣冶炼如RH可抑制该类夹杂生成,在钢中残留量约占25%～40%;卷渣夹杂由钢渣搅动生成,绝大多数含有BaO成分,随精炼进行尺寸逐渐减小,残留在钢中的比例约占50%～60%。因此,降低钢中大型夹杂物的技术措施是严格控制脱氧前钢水的氧活度[aO,]降低[w(T[O]);]尽可能避免或减弱渣钢反应强度,或降低精炼渣的还原势;优化钢水搅拌强度,减少卷渣并促进微细夹杂物聚合上浮。     

Inclusion Variations of Hot Working Die Steel H13 in Refining Process

 Inclusion variations of die steel H13, including changes of species, morphologies, compositions, amounts and sizes, in the production of EAF→LF→VD→ingot casting→electro-slag refining (ESR) procedure, were investigated by systematic sampling, and analyzed with scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrum (EDS), and metallographic microscope. The variation mechanism was studied by comprehensive analysis of total oxygen, nitrogen, and acid soluble aluminum as well as chemical test of refining slag. Based on the investigations, technical measures for cleanness improvement were discussed. The results show that oxide inclusions in H13 steel change from irregular Al2O3→near globular CaO-MgO-Al2O3 and CaO-Al2O3-SiO2 complex inclusions→finer CaO-Al2O3-SiO2 inclusions with higher CaO content→CaO-Al2O3-SiO2 inclusions with higher Al2O3 content and irregular MgO-Al2O3 inclusions→fine irregular MgO-Al2O3-CaS inclusions in various steps of the production; the variations are related with changes of acid soluble aluminum content, reactions between slag and steel, re-oxidation of liquid steel during casting, and refining of ESR. It is also found that Al2O3 inclusions are modified by refining slag in LF and VD refining; and ESR plays a good role in inclusion removal, especially in controlling the large linear VC-CrC-MoC inclusions distributed in grain boundaries. It is suggested that casting protection should be improved, and the basicity of refining slag and acid soluble aluminum content in steel should be raised.     

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。     

钛稳定超纯铁素体不锈钢硅铝复合脱氧的试验研究

 为改进超纯铁素体不锈钢的脱氧工艺,提高夹杂物控制水平,在硅钼高温电阻炉内对钛稳定超纯铁素体不锈钢的精炼过程进行了试验研究。结合热力学计算,研究了不同Si、Al含量(质量分数,下同)比值的硅铝合金的脱氧效果,以及脱氧、钛合金化和钙处理后钢中典型夹杂物的组成和形貌及粒度分布。结果表明：钢中初始氧含量相近的条件下,硅铝合金复合脱氧的钢中酸溶铝、全氧量与纯铝脱氧结果相近。硅铝复合脱氧后钢中夹杂物主要为(MgO-)Al2O3-SiO2复合脱氧产物。钛合金化后夹杂物的类型主要为Al2O3-MgO-(SiO2)-TiOx复合夹杂物和TiN。钙处理后的夹杂物主要为球形的MgO-Al2O3-CaO-SiO2-TiOx类复合氧化物。采用硅铝合金复合脱氧比纯铝脱氧钢的夹杂物的总数量、总面积和平均粒径均要小。     

柳钢40Cr方坯内部质量分析

取样分析柳钢150t转炉系统生产40Cr方坯过程中,精炼、中间包、铸坯的氧、氮、夹杂物及方坯内部低倍组织。对各个生产环节的实际效果进行评价,并探讨优化工艺的方向。