精炼渣组分对硫易切削钢夹杂物含量和形态的影响

试验分析了50 t LF精炼渣(FeO)、(MnO),R,(CaO)/[(Al₂O₃)(SiO₂)]和(S)的控制对[O]指数、硫分配比和Mn/S的影响。结果表明,当(FeO+MnO)=12%,碱度R值1.5~2.0,(CaO)/[(Al₂O₃)(SiO₂)]=1.5~2.0,平均硫分配比LS为4.6,Mn/S值4.3~4.7时,铸态夹杂物为球形Ⅰ类硫化物和部分沿晶界分布的球形硫化物,轧制钢材未发现B、C类夹杂,达到了较好的控制钢中氧化物夹杂和低脱硫率的冶金效果。     

管线钢LF精炼效果分析

对某钢厂管线钢LF精炼效果进行了分析,包括精炼渣的碱度及其对钢中T．O的影响、渣中（MnO＋FeO）含量的变化、炉渣的曼内斯曼指数以及炉渣的脱硫效果。结果表明：LF精炼渣碱度在5．47～7．53,符合高品质钢所要求的碱度范围;LF精炼后渣中w（MnO＋FeO）偏高,平均为2．0%;LF精炼渣曼内斯曼指数MI（MI=R／w（A1203））偏低,影响渣的流动性及吸附夹杂物的能力;LF精炼过程脱硫率平均为62．5％,脱硫效果较好。     

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。     

300t-BOF-RH-CC流程冶炼Ti-IF钢夹杂物的衍变行为

试验Ti-IF钢(/%:≤0.003 5C,≤0.03Si,0.08~0.20Mn,≤0.025P,≤0.015S,0.05~0.07Ti,0.030~0.055Als,≤0.004 0N)BOF终点[C]0.03%~0.06%,终点[O]0.003 0%~0.060 0%,出钢过程加石灰和含Al钢包顶渣改质剂,RH终渣组成/%:53.38CaO,7.05FeO,1.01MnO,31.4Al_2O_3,5.7MgO,0.3P_2O_5,0.022S。RH精炼过程取样分析表明,通过加顶渣改质剂,控制8%(FeO+MnO),CaO/Al_2O_3=1.7,能较好去除钢中夹杂物,精炼过程钢中氧含量逐步下降,铸坯中氧含量为0.001 4%,氮含量为0.001 5%;脱碳结束时夹杂物主要为MnO;铝脱氧结束之后为Al_2O_3;合金化后为Al_2O_3及Al-O-Ti复合夹杂物;在铸坯中,前述夹杂物有效去除,但在凝固过程析出TiN夹杂。     

60t LF精炼终点GCr15轴承钢中氧化物夹杂特性的研究

通过电弧炉出钢加铝铁、硅铁脱氧,LF精炼初渣的组分为(/%:27.39~37.34Al_2O_3,38.42~38.68CaO,14.20~18.38SiO_2,8.50~10.72MgO,0.82~0.89FeO,0.27~0.33MnO,0.69~0.74S,0.66~0.75TiO_2,(CaO)/(SiO_2)=2.09~2.72,(CaO)/(Al_2O_3)=1.04~1.40),LF终点T[O]为0.001 2%~0.0019%,T[N]为0.004 3%~0.005 0%,[Ti]0.002%和[Ca]0.006%~0.009%。GCr15轴承钢LF精炼终点氧化物夹杂分析结果表明,钢中主要氧化物夹杂为镁铝尖晶石(MgO·Al_2O_3)和钙镁铝尖晶石氧化物(CaO·MgO·Al_2O_3)。镁铝尖晶石平均尺寸低于0.5μm,当有MnS、TiN等在其上析出后平均尺寸增大。钙镁铝尖晶石平均尺寸通常在2μm以上,在精炼温度下呈液态,易在钢中聚集长大,其尺寸(1.39~2.12μm)比固态的钙镁铝尖晶石-MnS夹杂物大,且更被精炼渣吸收并上浮去除。随着精炼过程钢液中的硫含量降低,以这两类尖晶石为核心的含MnS的复合夹杂物的平均尺寸降低。适当降低精炼终点渣中MgO的含量、光学碱度和黏度可以减少钢中夹杂物的数量并降低其平均尺寸。     

150 t BOF-LF-VD-CC流程无铝脱氧工艺高速轨钢冶炼过程的夹杂物行为

时速350 km高速钢轨要求钢中全氧含量T[O]≤20×10^-6,非金属夹杂物B、C、D类≤1.0级。国内在重轨钢冶炼中,通常采用无铝脱氧工艺,即采用SiCaBa合金强化脱氧,形成了低熔点的Mn-Al-Si-Ba-Ca多元型氧化物夹杂,该类夹杂物在精炼中全部排出钢液。研究了铁水预处理脱硫-150 t顶底复吹转炉-LF-VD-280 mm ×380 mm连铸流程冶炼钢轨钢U71MnG时的夹杂物行为,包括无铝脱氧工艺钢轨钢中氧化物夹杂的组成及特征,转炉终点[C]对钢水氧活度的影响以及LF精炼渣碱度和VD后期软吹氩搅拌对钢氧含量和夹杂物的影响。结果得出,钢轨头部的≤20μm氧化物夹杂为精炼时二次脱氧产物,通过控制转炉终点[C]＞0.15%,控制精炼渣碱度(CaO)/(SiO₂)=2.5~3,∑(FeO+MnO)≤1.0%可有效降低钢轨钢中氧化物的数量和尺寸。     

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。     

Q345钢精炼过程夹杂物成分的变化

通过工业试验研究了Q345钢在钢包精炼过程和RH处理过程中夹杂物成分的变化。结果表明:通过与高碱度、低氧化性渣的反应,钢水中的大部分Al2O3夹杂物转变为具有较低熔点的CaO-Al2O3-MgO夹杂物。研究了RH处理后钙的加入量对夹杂物成分的影响。结果表明:当钢包顶渣的成分控制在w(CaO)=50%～55%、w(CaF2)=5%～8%、w(Al2O3)=25%～30%、w(SiO2)=5%～8%、w(MgO)=5%～10%、w(FeO)<1%,经过钢包精炼和RH处理,每吨钢水中加入0.12 kg钙后,钢水中夹杂物的平均成分处于低熔点(≤1 500℃)区。     

60t LF精炼终点GCrl5轴承钢中氧化物夹杂特性的研究

通过电弧炉出钢加铝铁、硅铁脱氧,LF精炼初渣的组分为(/%:27.39~37.34 Al₂O_3,38.42~38.68 CaO,14.20~18.38 SiO_2,8.50~10.72 MgO,0.82~0.89 FeO,0.27~0.33 MnO,0.69~0.74 S,0.66~0.75TiO₂,（CaO）/（SiO₂）=2.09~2.72,（CaO）/（Al₂O₃）=1.04~1.40),LF终点T[O]为0.0012%~0.0019%,T[N]为0.0043%~0.0050%,[Ti]0.002%和[Ca]0.006%~0.009%。GCr15轴承钢LF精炼终点氧化物夹杂分析结果表明,钢中主要氧化物夹杂为镁铝尖晶石（MgO·Al₂O₃）和钙镁铝尖晶石氧化物（CaO·MgO·Al₂O₃）。镁铝尖晶石平均尺寸低于0.5μm,当有MnS、TiN等在其上析出后平均尺寸增大。钙镁铝尖晶石平均尺寸通常在2μm以上,在精炼温度下呈液态,易在钢中聚集长大,其尺寸（1.39~2.12μm）比固态的钙镁铝尖晶石-MnS夹杂物大,且更被精炼渣吸收并上浮去除。随着精炼过程钢液中的硫含量降低,以这两类尖晶石为核心的含MnS的复合夹杂物的平均尺寸降低。适当降低精炼终点渣中MgO的含量、光学碱度和黏度可以减少钢中夹杂物的数量并降低其平均尺寸。     

高牌号无取向电工钢RH深脱硫

 以CaO-CaF2复合渣系为脱硫剂,在RH精炼过程采用真空投入法进行高牌号无取向电工钢深脱硫工业试验,采用KTH模型计算分析了RH炉渣成分对硫容量CS的影响。研究结果表明,炉渣成分控制在 w((CaO))/w((SiO2))为5～7, w((CaO))/w((Al2O3))为1.5～1.8, w((Al2O3))为25%～30%,w(（FeO+MnO）)<5%,脱硫剂加入量为6~8kg/t时,钢中硫质量分数从平均0.0031%降低到0.0018%,最高脱硫率达到47.1%,平均脱硫率为41.7%。     

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。     

低碳铝镇静钢LF精炼工艺优化

针对武钢条材总厂一炼钢分厂生产低碳铝镇静钢LF精炼工艺存在的脱硫率低、易堵水口等问题,为兼顾脱硫和去除夹杂物,选取了LF精炼终渣。通过采取LF迅速造白渣及控制熔渣成分、温度、节奏、钙处理等优化工艺,提高了铝镇静钢LF脱氧、脱硫率及去夹杂能力。同时加强过程温度控制,更好地发挥LF在生产低碳铝镇静钢精炼过程中的作用。     

沙钢管线钢LF精炼的低成本深脱硫工艺

 根据沙钢对管线钢的生产需求及制造成本的控制,结合LF钢包精炼深脱硫的相关理论,开发了适用于管线钢的深脱硫精炼渣和低成本深脱硫工艺。使用该工艺,可完全不使用CaF2,只需使用石灰、铝脱氧产物和转炉下渣即可完成造渣,减少了石灰的消耗,降低了生产成本。180t LF生产实践表明:该工艺可将管线钢的硫含量稳定控制在10×10-6以下,精炼平均脱硫率高于85%。同时,该精炼渣具有较强的夹杂物吸附能力,精炼终点的非酸溶铝含量为（20~100）×10-6。     

RH用低碳深脱硫预熔渣

为实现低碳、超低碳钢在RH中进行深脱硫且钢水不增碳,在200kg真空感应炉上对RH用低碳深脱硫预熔渣进行了脱硫试验研究,结果表明:以CaO-Al2O3-SiO2-MgO为主的低碳深脱硫预熔渣熔点低、脱硫率高,可在真空条件下将钢液中硫的质量分数由30×10-6~50×10-6脱至10×10-6~20×10-6以下,脱硫率达到55%以上,脱硫效果好,脱硫率稳定。该预熔渣中碳的质量分数小于0.05%,在脱硫过程中钢水几乎不增碳,适用于在RH中低碳、超低碳钢深脱硫。研究表明:适当地提高炉渣的光学碱度,可大大地提高其硫容量,增强炉渣的脱硫能力。使用该预熔渣处理钢水有利于钢中夹杂物的去除和细化。     

铝脱氧轴承钢GCr15精炼渣最优成分的分析与实践

为了研究铝脱氧轴承钢GCr15最适合的精炼渣系,利用FactSage热力学计算软件对MgO对精炼渣熔点的影响、精炼渣对平衡钢液成分的影响及精炼渣的脱硫能力等进行热力学计算,得出最适合的渣系成分,并将优化结果应用于国内某厂"100tEAF→LF→VD→CC"流程生产轴承钢GCr15的工业试验。结果表明,优化后的精炼渣系的主要成分(质量分数)为CaO 50%~55%,Al2O325%~33%,SiO26%~10%,MgO 5%~7%,R=5~7;使用该渣系进行工业试验,VD出站时全氧质量分数可达到0.001 1%~0.001 3%;铸坯中主要夹杂物为Al_2O_3、MgO-Al_2O_3、MnS、TiN、钙铝酸盐和硅酸盐等,其中氧化物类夹杂的个数密度在3个/mm~2以下,平均等效直径在4μm以下。     

适用于冷轧薄板类钢种的合理炉外精炼工艺的探讨

炉外精炼过程钢液氧含量对脱硫效率影响显著,对冷轧薄板钢种如在LF中进行深度脱硫,由于必须将钢液氧含量降至很低水平,容易造成钢中硅含量超标等问题.采用LF工艺不能很好地解决既能强烈搅拌钢水促进夹杂物去除又能防止钢水被炉渣和炉气氧化的矛盾,因此须对炉渣进行还原改质处理,同时会导致生产成本增加和转炉连铸机生产节奏变慢等问题.采用CAS和RH精炼工艺能够在防止钢水被炉渣和炉气氧化的前提下,强烈地搅拌钢水以促进夹杂物上浮,生产节奏也能适应大型转炉炼钢和快速板坯连铸需要.对于LCAK、ELC、ULC等冷轧薄板钢种,应以采用CAS和RH精炼工艺方法为主导.     

洁净钢精炼渣控制工艺研究

介绍了某厂洁净钢生产过程中精炼渣控制工艺,对改质后精炼渣的各项性能进行了研究.结果表明,精炼渣的w(FeO+MnO)可以控制在3%以下,低熔点和低黏度保证了炉渣具有良好的流动性,炉渣溶解吸收Al<,2>O<,3>的速率较高,铸坯的洁净度水平很高.高光学碱度和高硫容量使得炉渣具有较强的脱硫能力.     

钢液深脱硫精炼工艺的研究

通过以高温钼丝炉上测定硫在钢液与BaO-CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系之间的平衡分配,结果表明：在常用脱硫精炼渣系CaO-MgO-Al2O3-SiO2中加入BaO能显著提高渣的硫容量。并进一步在感应炉上进行了钢液深脱硫精炼工艺的实验,得出：含BaO脱硫粉剂比传统的CaO-CaF2脱硫剂具有更强的脱硫能力。     

LF脱硫精炼渣的发展

在对传统精炼渣的局限性进行探讨的基础上,论述了BaO、B2O3代替精炼渣中的CaO、CaF2对熔化特性和脱硫性能的影响,展望了这些替代剂的发展前景。结果表明：BaO不仅具有较好的脱硫能力,还可以降低精炼渣的熔点,提高熔渣流动性,BaO的最佳质量分数为5%~25%。B2O3在渣中的质量分数在10%以内时,可以代替CaF2,起到降低侵蚀炉衬和污染环境的作用。     

100 t LF精炼脱硫生产实践

对影响钢水脱硫的热力学因素和动力学因素进行了分析讨论,并结合武钢一炼钢的实际和品种特点,从转炉冶炼控制,LF快速化渣、造渣,精炼温度,底吹氩流量,钢 渣脱氧,合理选择精炼渣系以及优化炉渣成分等方面提出了LF精炼脱硫的技术措施。