转炉生产齿轮钢氧化物夹杂控制的工艺研究

分析了本钢采用转炉→炉外精炼(LF+RH)→矩形坯连铸工艺流程生产齿轮钢控制钢中T[O]含量的工艺流程,并提出转炉复吹、精炼LF白渣操作、RH真空循环及钙处理是降低钢中T[O]含量的关键。     

涟钢RH—MFB试生产钢水质量分析

为充分发挥RH—MFB的精炼功能,了解RH—MFB的精炼效果,有必要对上RH的钢水质量进行分析,包括钢中[C]、[N]、T[O]及显微夹杂分析。结果表明：RH—MFB试生产钢水在中间包内增碳较为严重,出RH后钢液有轻微吸氮现象;RH—MFB精炼后,钢液中大于10μm的显微夹杂数量明显减少,T[O]的平均含量较前期生产也有明显下降。对精炼处理及中间包钢液中显微夹杂组成与形貌分析表明,基体为Al2O3的夹杂物是钢液存在的主要夹杂物,形貌特征各异,在工艺后期大多以球状和细小块状存在,此外,发现有少量铝酸盐或硅铝酸盐＋硫化物夹杂。为此,提出有针对性的改进措施,以期进一步提高钢水的质量,达到高效低耗生产的目的。     

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。     

RH-TB精炼处理超低碳钢的研究

分析了影响RH脱碳的因素,在试验生产中采取了快速提高RH真空度、加快初期脱碳反应速率和增大驱动气体流量等强化中期脱碳的措施,大幅降低了RH处理结束时钢水中碳含量.分析表明,钢包顶渣氧化性强是钢水中Als损失和T[O]高的主要原因.     

宝钢RH装置的冶金特性

本文就RH装置的冶金特性进行了较深入的研究。用铁合金和Cu测定了RH的合金混匀时间及钢水环流速度。研究表明:在浸渍管直径几乎不变的条件下,合金投入以后的混匀时间与钢水环流量主要取决于环流气体流量;合金投入时间对RH脱氢效果及最终[H]含量有较大的影响;RH脱氮能力极其有限;去除钢中总氧T[O]及氧化物夹杂含量的能力主要取决于纯脱气时间。     

超低碳钢顶渣氧化性对钢液洁净度的影响

为探究降低顶渣氧化性对改善超低碳钢钢液洁净度的影响,在转炉终点至中间包过程中,在多位置取炉渣和钢水试样,分别进行炉渣氧化性、钢液成分和夹杂物分析.实验结果表明:转炉出钢后通过对顶渣改质,渣中T.Fe由转炉终点的19.18%降至RH进站时的4.68%,顶渣氧化性降低明显.渣中T.Fe降低导致钢中[O]的降低,T.Fe较低的炉次平均吹氧量较大,使得铝脱氧前钢中[O]较高.RH结束渣T.Fe与夹杂物数量呈线性关系,T.Fe越低夹杂物数量越少,同时RH结束后夹杂物数量与铝脱氧前钢中[O]无必然关系.顶渣(CaO)/(Al₂O₃)会影响其吸收Al₂O₃夹杂物的能力,(CaO)/(Al₂O₃)控制不合理的炉次,其夹杂物数量也较多.通过降低顶渣氧化性,热轧板卷缺陷率得到明显降低.      

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.     

RH脱硫工业实践

通过研究选择适合的RH脱硫剂及相关工艺参数控制,RH脱硫剂的脱硫效率平均为30%,达到了较好的脱硫效果。试验炉次T[O]和[N]也控制较好。试验发现钢包进站顶渣的（FeO＋MnO）含量控制在12%以下,脱硫效果较好;增大脱硫剂中CaO含量有利于脱硫。试验中存在RH插入管、真空室底部及钢包内衬耐火材料的侵蚀较为严重的问题,需选择碱性耐火材料。     

低碳钢RH轻处理工艺技术研究

为了对RH轻处理低碳钢的工艺技术提供理论依据,对RH轻处理低碳钢过程脱碳规律进行了研究。结果表明,RH轻处理过程ln(w[C]_0/w[C]_t)与t具有线性关系,其斜率Kc为0.1475min~(-1);RH进站钢水[C]含量控制在0.045%-0.065%,钢水[O]含量控制在300-500PPm,有利于提高RH轻处理脱碳效率;RH出站时钢水[O]含量控制150PPm以下,有利于提高钢水洁净度。根据研究结果有针对性提出工艺优化措施,工业实践表明,采用RH-LF双精炼工艺生产WX08钢时,降低了转炉吹炼终点氧含量,成品非金属夹杂物级别也相对降低。     

180t RH工艺技术优化与改进

针对180 t RH精炼工艺存在的真空度低、超低碳钢处理时间长、钢中氧含量高及脱硫效率低等问题,研究并优化了RH真空脱气、脱碳升温、脱氧、脱硫等工艺,使RH工作真空度提高到100 Pa以下,超低碳钢处理时间缩短至平均36.5 min,超低碳钢钢中氧的质量分数最低为13×10-6。优化工艺降低了钢中[H]、[N]、[C]、[O]、[S]等元素的含量,提高了钢水洁净度,缩短了RH精炼时间,提高了RH精炼生产率。     

IF钢碳含量不稳定因素分析

针对攀钢IF钢RH处理过程终点碳含量偏高及不稳定的问题,对IF钢生产工艺过程进行了跟踪调查.结果表明:RH处理前钢水[C]及a[O]、真空度、脱碳时间、钢包耐火材料及合金增碳等是影响IF钢碳含量偏高及不稳定的主要因素.RH进站[C]含量高于0.045%,终点碳含量与进站碳含量成正比关系;最小真空度越低,脱碳时间越长,终点碳含量就越低.为保证攀钢IF钢碳含量合格,应将RH进站钢水碳含量控制在0.030%～0.045%、a[O]控制在(500～700)×10-6,加强设备监控与维护以维持足够的深真空时间和进一步降低真空度.为减少RH处理后期钢液增碳,在保证真空室不结冷钢的前提下应使用渣线部位不含碳的钢包及低碳合金.     

IF钢300 t RH的生产实践

IF钢在300 t RH脱碳处理前要求控制转炉终点[C]≤0.06%,终点[O]0.05%～0.08%,出钢温度1 680～1 700℃;吹氩站钢包顶渣的(FeO)和(CaO)/(Al₂O₃)分别由原来的12.2%和6.7降至5.0%和1.7,以增加其吸附夹杂的能力;根据生产数据,建立了RH脱碳操作的自动计算模型,有效提高RH精炼过程各项技术指标的命中率,使平均[O]和[C]分别由RH脱碳前的0.046%和0.031%降至RH脱碳终点的0.035 0%和0.001 3%。     

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。     

管线钢连铸坯洁净度研究

针对武钢三炼钢厂“BOF→ Ar→ RH→ L F→ CC”的管线钢生产工艺 ,采取示踪剂示踪、系统取样、综合分析的方法 ,对 RH处理前后、L F处理前后、中间包和铸坯中 T[O]、显微夹杂及宏观夹杂物的变化进行了系统研究。研究表明 ,铸坯中 T[O]平均值为 0 .0 0 14 7%和 0 .0 0 182 % ,显微夹杂物为 2 .78个 / m m2 ,大型夹杂物数量为 1.13mg/ (10 kg) ,各项洁净度指标均达到了很高水平 ,同时夹杂物已基本变性为钙铝酸盐及钙铝酸盐与硫化钙组成的复合夹杂     

130t RH脱碳模型建立及超低碳钢处理工艺优化

建立了RH真空处理脱碳数学模型，并通过130t RH工业试验结果对此数学模型加以验证。根据模型分析了[C]0、[O]0、真空度、提升气体流量等对脱碳效果的影响，据此优化了处理工艺，取得较好的效果。     

RH表观脱碳速率的影响因素研究

根据真空脱碳反应热力学讨论了实际真空度130Pa以下保持12min的RH脱碳反应的碳-氧平衡关系,指出受传质动力学的影响,RH脱碳结束时钢液中的氧含量还未达到真空度为1 000Pa时的平衡值。利用pH值测定法NaOH稀溶液吸收CO_2速率的实验原理在水模型中对RH真空[C]-[O]反应的表观脱碳速率进行研究,考察了提升气体流量、顶吹气体流量、顶枪枪位和气泡行程(浸渍管浸入深度)等因素对传质的影响。     

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。     

RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果分析

西昌钢钒厂由于转炉热量不足而以转炉—LF精炼—RH精炼—连铸工艺生产IF钢,为探究RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果,采用生产数据统计、氧氮分析、夹杂物自动扫描、扫描电镜和能谱分析等手段,对不同脱碳工艺对顶渣氧化性以及钢的洁净度影响进行了详细研究。结果表明:（1）与自然脱碳工艺炉次相比,采用强制脱碳工艺的炉次在转炉结束与RH进站钢中的平均[O]含量更低;（2）两种工艺脱碳结束钢中的[O]含量基本在同一水平;（3）强制脱碳工艺的炉次在RH结束时渣中平均T.Fe的质量分数降低了1.3%。在能满足RH脱碳效果的前提下,尽量提高转炉终点钢液碳含量、降低钢液氧含量,后续在RH精炼时采用强制吹氧脱碳工艺,适当增大吹氧量来弥补钢中氧,可显著降低IF钢顶渣氧化性。自然脱碳工艺与强制脱碳工艺控制热轧板T.O含量均比较理想;与自然脱碳工艺相比,强制脱碳工艺可有效降低IF钢[N]含量,这与强制脱碳工艺真空室内碳氧反应更剧烈所导致的CO气泡更多和气液反应面积更大有关。脱碳工艺对IF钢热轧板中夹杂物类型、尺寸及数量没有明显影响,夹杂物主要由Al₂O₃夹杂、Al₂O₃–TiO_x夹杂与其他类夹杂物组成,以夹杂物的等效圆直径表示夹杂物尺寸,以上三类夹杂物平均尺寸分别为4.5、4.4和6.5 μm,且钢中尺寸在8 μm以下的夹杂物数量占比高于75%。在RH精炼过程中,尽量降低RH脱碳结束钢中[O]含量,有利于提高钢液洁净度。      

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SiO_2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Al_2O_3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。     

低碳钢RH精炼脱碳工艺技术研究

为优化低碳钢RH轻处理脱碳工艺,对RH轻处理过程碳和氧的变化规律进行了工业生产实践。结果表明,RH轻处理过程中ln(w[C]_0/w[C]_t)与轻处理时间t呈线性关系,斜率为0.147 5 min~(-1);RH出站时钢水[O]含量控制≤0.015%,有利于提高钢水洁净度;RH进站初始碳含量在0.05%左右时,在真空度为4 k Pa条件下,经过真空脱碳处理5 min左右后,结束碳含量控制在0.025%以下,结束氧含量控制在0.015%以下;成品非金属夹杂物级别也相对降低。