65Mn钢LF精炼渣系优化及工业试验

为了研究适合高洁净度高碳钢的LF精炼渣渣系,通过FactSage热力学软件计算精炼渣碱度(R)、(CaO)/(Al₂O₃)对精炼渣熔点的影响,得出最合适的精炼渣成分。根据热力学计算的精炼渣成分,降低原有渣系的钙铝比,并将优化的渣系成分用于65Mn钢工业试验。结果表明：优化后的精炼渣系成分质量分数为CaO52%～58%、Al₂O₃28%～33%、SiO₂8%～12%、MgO5%～7%、R=4～6、(CaO)/(Al₂O₃)=1.5～2;使用该渣系进行工业试验,LF出站时的T.[O]可达7×10^-6～13×10^-6,RH出站时的T.[O]可达6×10^-6～12×10^-6;钢中全氧质量分数基本可控制在10×10^-6内;65Mn钢卷中的B类细系夹杂均不大于1级,达到高级优质钢要求。     

VD低碱度渣对GCr15轴承钢夹杂物的影响

为了减轻铝脱氧GCr15轴承钢中B类和D类夹杂物的危害,开展了VD低碱度渣和正常碱度渣精炼的对比工业试验研究。结果显示,与正常碱度精炼渣相比,碱度为1.96的精炼渣可使连铸坯中塑性夹杂物比例由14.81%上升为40.65%;同时,全氧(T. O)含量由7.7×10^-6下降至4.9×10^-6,全铝(T. Al)和酸溶铝(AlS)含量由279×10^-6、210×10^-6分别下降至80×10^-6、75×10^-6。热力学计算表明,低碱度精炼渣引起钢液中[Si]活度增大使复合夹杂中Al2O3(inc)含量下降,钢中酸溶铝(AlS)含量落在与塑性夹杂物平衡对应的等铝浓度线范围内,理论计算与试验结果吻合。VD低碱度渣精炼有利于实现轴承钢夹杂物塑性化控制。     

X80管线钢LF-RH二次精炼过程夹杂物行为及控制

研究了210 t BOF-LF-RH-CC工艺流程生产X80管线钢(%:0.041～0.044C、0.15Si、1.78～1.80Mn、0.007～0.010P、0.000 8～0.001 2S、0.039～0.047[Al]s)时精炼过程中夹杂物的变化。在BOF出钢阶段采用加Al强脱氧(0.01%～0.02%[Al]s),LF精炼过程采用高碱度、强还原性精炼渣(精炼渣成分%:50～58CaO、7～10MgO、20～25Al₂O₃、4～7SiO₂、0.5～1.4TFe),炉渣和钢液反应活跃,使得钢中Al₂O₃夹杂物很快向液态钙铝酸盐和部分液态CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂物转变。液态夹杂物通过碰撞、聚合、长大及上浮去除,提高了钢液的洁净度。浇铸前T[O]降到(7～10)×10^-6,钢中夹杂物尺寸在3～5μm,试验炉次的热轧板内未发现大尺寸的低熔点钙铝酸盐类长条夹杂物。     

CaO-Al2O3 渣系对 20CrMoH 齿轮钢中总氧和硫的影响

研究分析了CaO-Al2O3精炼渣系对140 t LD Al直接脱氧齿轮钢T[O]和[S]的影响.结果表明,控制钢包渣中CaO/Al2O3为2.5,可使T[O]降低到0.001 3%;当渣中CaF2为5%,CaO/Al2O3为2～3时,能够增强炉渣吸收氧化物夹杂的能力;当(SiO2)增至6%～9%时,其含量变化对炉渣脱硫性能影响不大.当(siO2)为5%～10%时,较佳的精炼渣成分为(%):60～65 CaO、20～30 Al2O3、5～10 MgO、5 CaF2.     

齿轮钢中非金属夹杂物控制技术研究

为了降低钢的T[O]含量和生成较低熔点的非金属夹杂物以改善合金结构钢的抗疲劳破坏性能,在炉外精炼中采用了高碱度和高Al2O3含量的渣系.研究发现LF和RH精炼结束时钢液T[O]含量均随炉渣碱度增加而降低,在炉渣Al2O3含量低于25%时,T[O]随炉渣Al2O3含量减少而降低,而当炉渣Al2O3超过25%后,T[O]则随炉渣Al2O3含量增加而降低.精炼过程钢液中夹杂物按"Al2O3系夹杂物→MgO-Al2O3系夹杂物→CaO-MgO-Al2O3系夹杂物"顺序发生转变,其中MgO-Al2O3系夹杂物向CaO-MgO-Al2O3系夹杂物的转变是由外向内逐步进行的,转变速度相对较慢,因而致使LF结束时钢中仍存在许多尚未转变的Mgo-Al2O3系夹杂物.钢液T[O]对夹杂物转变有显著影响,降低T[O]含量有利于生成较低熔点的CaO-MgO-Al2O3系夹杂物.     

精炼渣控制82B帘线钢中夹杂物形态的实验室研究

在实验室条件下,采用高温钼丝炉对用45钢和重轨钢熔炼成的帘线钢进行脱氧和渣钢平衡试验,研究了精炼渣组分对夹杂物形态的影响。结果表明:在精炼渣碱度为0.8～1.2时,夹杂物中Al2O3含量和钢中Als随精炼渣中Al2O3含量的增加而增加。把精炼渣Al2O3质量分数控制在10%以下时,能够使CaO-SiO2-Al2O3夹杂物处于塑性范围内。因此,在低碱度条件下,通过Si、Mn脱氧和调整精炼渣中Al2O3含量来控制夹杂物的形态是可行的。     

80t BOF-LF-RH-CC流程冶炼55SiCr弹簧钢洁净度的研究

55SiCr钢280 mm×325 mm铸坯（/%:0.55C,1.42Si,0.67Mn,0.008S,0.67Cr）的冶炼流程为80 t BOF-LF-RH-CC工艺。通过BOF出钢加Al和硅铁合金,同时加入精炼渣,控制精炼过程渣碱度R（CaO/SiO₂）为2.0左右,RH≥20 min,软吹搅拌≥15 min,控制钢中夹杂物转变,得到洁净弹簧钢55SiCr。分析结果表明,LF精炼过程中夹杂物由早期的Al₂O₃-SiO₂-MnO和Al₂O₃夹杂将逐渐转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,RH真空处理后夹杂物全部转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,LF开始精炼T[O]和[N]分别为36×10^-6和26×10^-6,铸坯T[O]、[N]分别为7×10^-6和43×10^-6,铸坯中夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-SiO₂和Al₂O₃,尺寸≤10μm。      

铁水预处理-80 t LD-RH-LF-CC生产流程对管线钢夹杂物的影响

通过鱼雷罐铁水喷粉脱硫处理,转炉加低硫废钢、出钢挡渣和加Si-Fe、Mn-Fe脱氧,控制终点[C]0.026%～0.030%,RH脱气处理和加Mn-Fe合金化,LF高碱度渣精炼和喂Ca线冶炼管线钢(%:0.039～0.042C、1.56～1.62Mn、0.01Ti、0.05Nb、0.03V)。检验结果表明,生产管线钢铸坯中的硫含量为(10～18)×10^-6,T[O]30×10^-6,铸坯中大部分夹杂物尺寸≤40μm,主要夹杂物为钙铝酸盐,Al₂O₃夹杂和单独存在的MnS夹杂很少,有利于提高管线钢抗HIC(氢致开裂)性能。     

提高低合金钢钢水质量的研究

结合攀钢实际情况,在生产低合金钢时,出钢过程向钢包内加入高碱度精炼渣,出钢后加入调渣剂,并在LF炉补加少量高碱度精炼渣和0.30～0.60 kg/t铝丸;以及将精炼后钢包底部软吹氩时间延长至6 min以上,改善了钢中夹杂的去除条件,大幅度提高了钢水质量,钢中T[O]平均为14.69×10-6,[S]平均为0.007%,[N]＜50×10-6,非金属夹杂中B、C类夹杂较少,A、D类夹杂多为0.5级.     

Al2O3 -SiO2 -CaO精炼渣系对55SiCrA弹簧钢夹杂物形态控制的影响

在实验室采用Al₂O₃坩埚硅钼管式炉研究了(/%)38.5～45.8CaO-38.2～42.0SiO₂-8～15Al₂O₃-8MgO精炼渣系的成分和碱度(1.0～1.2)对55SiCrA弹簧钢(/%:0.53C、1.50Si、0.70Mn、0.69Cr、0.008P、0.003S、0.005Als)中夹杂物形态的影响,并用Factsage热力学软件对夹杂物成分进行热力学计算和分析在三元相图中的分布。结果表明,夹杂物中Al₂O₃含量随精炼渣中Al₂O₃含量的增加而增加,当渣碱度为1.2,Al₂O₃为8%时钢中夹杂物分布在Al₂O₃-SiO₂-MnO相图低熔点区域,夹杂物中Al₂O₃含量为30%～40%。热力学计算表明,渣碱度1.0～1.2时,对应的钢中Als为0.008%与试验结果吻合。因此用1.0～1.2低碱度和≤8%Al₂O₃精炼渣可控制弹簧钢中的夹杂物形态。      

EAF-LF(VD)-CC工艺生产石油管线钢39Mn2V 纯净度的分析

分析和研究了EAF-LF(VD)-CC各工序39Mn2V钢的T[O] 和[N] 以及钢中非金属夹杂物。结 果表明,LF(VD) 后T[O] 为28×10^-6,铸坯T[O] 为(8~10)×10^-6 ;钢中夹杂物主要为Al₂O₃、MnS、球形铝酸 钙,尺寸≤20 μm。铸坯存在一些80~300 μm 夹杂物,主要来源于二次氧化、耐火材料侵蚀和结晶器卷渣。     

承德建龙70 t LD-LF-CC流程生产20CrMnTiH齿轮钢的工艺实践

通过高拉碳等操作使LD终点[C]0.05%～0.13%,出钢前钢包底预加钢芯铝、硅锰和铝锰进行脱氧合金化;采用挡渣技术和全程吹氩,控制LF精炼渣碱度2.5～3.0,加铝线脱氧、控制钢水中Als 0.020%～0.045%,加Ti后T[O]≤20×10^-6,精炼末期喂硅钙线等工艺措施。该钢13炉分析、检验结果表明,该钢的成分(%)为: 0.17～0.22C、0.26～0.34Si、0.90～0.98Mn、1.08～1.13Cr、0.048～0.075Ti、0.015～0.021P、0.008～0.013S;钢材的氧含量≤20×10^-6,氮含量≤70×10^-6,J₉和J₁₅淬透带宽4 HRC,各项指标达到标准要求。     

80 t转炉-LF-VD-CC流程冶炼N80-1石油套管钢的工艺实践

N80-1石油套管钢36Mn2V(%):0.34～0.38C、0.25～0.40Si、1.45～1.70Mn、≤0.020P、≤0.015S、0.01～0.04Al、0.11～0.16V,(Sn+Sb+As+Pb+Bi)≤0.035,[O]≤35×10^-6,[N]≤80×10^-6,[H]≤2.5×10^-6由80 t顶底复吹转炉-LF-VD-Φ210～270 mm圆坯连铸工艺冶炼。通过高拉碳补吹氧、控制终点[C],控制出钢回磷≤0.008%,使用碱度3.2～4.0的精炼渣系等工艺措施,使该钢P为0.012%～0.019%,S为0.003%～0.005%,[O](11～22)×10^-6,[N](39～76)×10^-6,[H](1.5～2.1)×10^-6,其成分、组织和性能均达到用户以及API Spec5CT标准要求。     

120 t LD-LF-RH-BCC流程生产齿轮钢的氧含量控制工艺

分析了齿轮钢中氧含量控制的关键技术:精炼渣SiO₂含量,(CaO)/(Al₂O₃),(FeO+MnO),RH,氩气搅拌,连铸工艺。结合攀枝花新钢钒股份有限公司炼钢厂的工艺条件,通过控制转炉终点[C]≥0.10%,钢包渣厚50～80 mm,出钢过程加高碱度精炼渣,LF白渣精炼[渣中T.Fe-0.43%,(MnO+FeO)-0.93%,SiO₂-5%,平均(CaO)/(Al₂O₃)-1.9],20 min RH处理,连铸保护浇铸等工艺措施,并在炉后平台,LF精炼和钙处理过程采用合适的吹氩模式,使20CrMoH齿轮钢铸坯总氧含量≤15×10^-6,平均总氧含量为11.8×10^-6。     

组分对100 t LF高碱度精炼渣粘度和TC80钢脱硫的影响

试验研究了组分对碱度3~5的LF精炼渣(/%:37.5~54.8CaO,9.8~18.2SiO2,20~30Al2O3,4~10MgO,3~10CaF₂)粘度的影响。结果表明,CaF₂和Al₂O₃对渣粘度影响较大,碱度和MgO对粘度影响较小。随着CaF₂含量的增加,渣粘度先降低后增加;随着Al₂O₃含量的增加,渣粘度逐渐降低。渣中Al₂O₃含量为20%,CaF₂≥6%或渣中Al₂O₃含量为25%,CaF₂≥3%时,1500℃渣的粘度值低于0.5 Pa.s。试验得出粘度较优组分为4~5R,25%~30%Al₂O₃,6%~10%MgO,3%~6%CaF₂。100 t LF精炼TC80钢生产试验表明优化后精炼渣将钢水中的硫由0.020%脱至0.005%以下,脱硫率从优化前的72%提高至84%,LF精炼终点平均T[O]为14×10^-6。      

精炼渣和氧含量对钢帘线盘条夹杂物和断丝指数的影响

试验研究了钢厂BOF-LF-CC-高速线材轧制流程LF二元精炼渣60CaO-40SiO₂、[O]27×10^-6,和三元精炼渣47.5~50.2CaO-41.8~45.7SiO₂-5~8 Al₂O₃、[O]12×10^-6~14×10^-6 对φ5.5 mm盘条中夹杂物种类、形貌、尺寸和数量的影响以及拉丝合股过程断丝指数的影响。结果表明,[O]较高、采用二元渣系精炼的盘条中夹杂物尺寸一般存7μm以上数量较多,Al₂O₃含量较高,且集中在盘条表面深度1 mm以内,断丝指数为2.5; [O]较低,采用三元渣系精炼的盘条中夹杂物SiO₂含量较高,Al₂O₃含量较低,大部分夹杂物尺寸为~5μm,盘条表面没有较大尺寸的夹杂物,断丝指数为1.0~1.5,所以F采用含5%Al₂O₃的三元渣精炼,控制[O]≤15×10^-6,降低钢中夹杂物数量和尺寸可显著改善钢帘线的拉拔性能。      

120 t BOF-LF-VD-CC工艺生产GCr15轴承钢的氧含量控制

采用铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF-VD-φ180 mm连铸工艺生产GCr15轴承钢.统计分析了轴承钢转炉终点[C]对钢水氧活度的影响,LF精炼渣碱度对T[O]的影响,LF末钢中铝含量对VD过程铝损和T[O]的影响.通过控制转炉终点[C]≥0.06％、出钢用铝锰铁强化脱氧;控制LF离位时[Al]0.020％ ～0.040％,( FeO+MnO)≤1％,碱度2.8～4.5;VD软吹时间≥15 min,轴承钢中全氧含量为(6～12) ×10-6.     

弹簧钢100 t DC EAF-LF-VD流程无铝脱氧工艺实践

EAF-LF-VD冶炼60Si2MnA和55CrSiA弹簧钢时EAF出钢过程加17～23 kg/t低铝硅铁(Al含量≤0.50%)脱氧,LF补加3～6 kg/t硅铁,并控制精炼渣的碱度≤2.5,可控制[Als]≤60×10^-6,总[O](9～20)×10^-6,A类夹杂级别≤0.5,B类≤0.5,C类≤1.5,D类≤0.5。用该脱氧工艺冶炼的钢水可浇注性强,适合大批量工业性生产。