涟钢钢包耐火材料的全无碳化

涟钢在洁净钢生产用耐火材料研究和应用方面作了大量有益的工作,以钢包耐火材料为例,钢水从转炉出钢到连铸,始终在钢包内与钢包耐火材料接触,钢包耐火材料质量的好坏对洁净钢生产有重要的影响。     

钢包耐火材料对钢中氧含量及钢水温降的影响

利用氧势指数分析了钢包耐火材料组成、配比以及加热温度对耐火材料分解和向钢中传氧的影响,并利用热传导理论计算了钢包包衬耐火材料的绝热性能对钢水温降的影响.结果表明:随着耐火材料材质由碱性向中性和酸性的顺序变化及温度的升高,耐火材料的氧势指数增大,由耐火材料向钢中的传氧能力增加;通过使用绝热性能良好的耐火材料,可以显著降低...     

日本开发钢铁工业用优质耐火材料

世界第二大产钢国日本,最近在开发钢铁工业用高质量的耐火材料。由于全面采用铁水预处理,使铁水沟和鱼雷式铁水包的耐火材料使用寿命降低。因此必须提高上述部位所用耐火材料的质量,现所用耐火材料多为碳化硅和铝尖晶质而不用中级氧化铝耐火材料,二次精炼技术的发展使钢包和脱气装置需采用硅和氧化铁含量低的铬结合的镁铬耐火砖,因此,将以高氧化铝和铝尖晶石等复合衬取代传统的叶腊石或锆英石质钢包衬。洁净优质钢的生产趋势表明,锆英石、莫来石和粘土质耐火材料等硅质耐火材料,     

提高210t钢包使用寿命的应用研究

钢包使用寿命的提高对满足生产快节奏的要求,保障钢包热修温度和降低钢包衬成本十分重要.通过对工作层刚玉-尖晶石砖、渣线镁碳砖和包底镁碳砖材质的开发和现场砌筑工艺的改进以及精炼造渣操作工艺优化等方面的工作,包钢薄板厂210 t钢包渣线砖的使用寿命目前已提高到42～55次,钢包寿命提高到90～100次,满足了2003年全年钢产量228万t,最高月产21万t的生产需求,并取得钢包耐火材料吨钢消耗平均降低4.14元的成绩.     

钢包耐火材料的革新

钢包冶炼技术的发展迫使钢包用耐火材料与之相匹配。钢包分区域砌筑、包底和包衬采用整体耐火材料，以及用激光装置监控包衬的厚度等技术已经为人们所接受。     

钢包内衬用耐火材料对钢中非金属夹杂物的影响

 炉外精炼是炼钢流程中控制钢中非金属夹杂物的重要转折点,作为整个精炼过程中与钢液实时接触的钢包内衬用耐火材料,因为高温物理化学反应易向钢中引入夹杂物,导致精炼效果达不到预期。通过对典型现役钢包内衬用耐火材料与不同脱氧钢之间的界面反应归纳发现,钢包内衬用耐火材料会对钢中夹杂物的形貌、成分和理化性能产生影响,既可向钢中引入夹杂物,也能够吸附去除夹杂物。提出未来钢包内衬用耐火材料应被赋予更多净化钢液等功能指标的发展方向。     

用于钢包和二次精炼工艺的耐火材料／渣系统

1 带缘密封圈钢包密封圈的状况和设计对防止钢水渗入热表面接合处很重要.钢包密封圈对耐火材料内衬有一个末端约束力(图1).在加热时,当钢包的耐火材料内村膨胀时,带缘密封圈对工作衬施加一个约束力.密封圈的未端位置对内衬热表面侧的接合处张开量有影响.     

整体浇注盛钢桶衬

振动浇灌法筑造盛钢桶内衬具有设备投资低,施工简便,粉尘少,桶衬均匀等特点。又能不拆除残衬补浇修理,克服了拆包难的缺点,耐火材料消耗也低。汉阳钢铁厂与洛阳耐火材料研究所合作,在转炉用10t钢包和电炉用20t钢包中进行了整体浇注内衬的试验。10t钢包整体浇注内衬的一次寿命由粘土砖砌衬的7～8次提高到62～78次。     

我国钢包用耐火材料的发展及技术进步

介绍了钢包用耐火材料的发展历程,并介绍了浇注整体的套浇、喷补续衬技术、永久层隔热保温、钢包加盖、余热利用方法、不同精炼方法、不同钢种采用不同耐火材料等措施,从而实现节能降耗,延长钢包内衬使用寿命。     

LF炉衬材质对超低硫钢精炼的影响

使用含碳铝镁尖晶石砖、镁碳砖以及电熔氧化镁材质的坩埚进行了超低硫钢精炼试验,探讨了不同耐火材料对LF精炼超低硫钢的影响.结果表明:使用含碳铝镁尖晶石砖的脱硫率最高,有利于深脱硫,使用镁碳砖的效果次之,使用氧化镁坩埚最差.但炉衬使用含碳铝镁尖晶石砖或镁碳砖,将导致钢液增碳,不利于低碳钢生产,在LF精炼超低碳钢时,钢包衬材质应该考虑使用无碳耐火材料.     

功能化新型耐火材料的设计、制备及应用

围绕两种新型耐火材料展开,即钢包精炼用高性能低碳镁碳耐火材料以及超低氧钢用耐火材料,初步实验表明,将大尺寸的碳硅化铝（Al₄SiC₄）引入到镁碳砖（MgO?C）中不仅可以提高其抗氧化能力,又能对含碳耐火材料氧化后的疏松结构进行修复,有望成为新一代钢包精炼用高性能低碳镁碳耐火材料;CaO?MgO?Al₂O₃（CMA）材料兼具优异的热机械和耐渣侵性能的同时,还可以在服役过程产生低熔点精炼渣相,具备净化钢水的潜力。可以预见,上述功能化新型耐火材料有望为高品质钢的进一步发展提供有力材料支撑。      

帘线钢凝固过程夹杂物生成热力学及工业实践

 非金属夹杂物是影响帘线钢拉拔性能的重要因素之一,为了研究帘线钢中夹杂物的生成及转变机理,使用ASPEX自动扫描电镜观察分析了帘线钢工业生产过程中不同碱度条件下从钢液到铸坯中非金属夹杂物的转变现象,并使用FactSage7.0热力学计算软件对非金属夹杂物的转变机理进行了讨论。在高碱度条件下,钢液中非金属夹杂物主要类型为低熔点的CaO-SiO₂-Al₂O₃-MnO,铸坯中非金属夹杂物的CaO和MnO含量有所降低,同时SiO₂含量有所增加。在低碱度炉次中,钢液中非金属夹杂物主要为较高熔点的SiO₂-MnO-CaO类型,Al₂O₃含量较低。连铸坯中非金属夹杂物的SiO₂含量与钢液相比有所增加,同时MnO含量降低。热力学计算结果表明,帘线钢凝固和冷却过程中的非金属夹杂物转变由夹杂物自身的相转变和析出、非金属夹杂物和钢液间的化学反应以及溶解氧和钢基体化学成分的反应3方面原因造成。热力学计算结果较好地解释了帘线钢工业生产中钢液和铸坯中非金属夹杂物成分和形貌的转变,为帘线钢中非金属夹杂物的控制提供参考。     

钙处理钢中大型球状及棒状夹杂的成因

 大型夹杂物对钢材的加工性能、力学性能和耐腐蚀性能等产生十分有害的影响。用电解萃取法研究了钙处理钢中大型球状/棒状夹杂物的性质,通过对大型球状/棒状夹杂物形貌的扫描电镜观察和元素成分能谱分析,指出钢中的大型球状/棒状夹杂起源于呈团簇状的铝脱氧产物Al₂O₃。大量小颗粒Al₂O₃夹杂组成尺寸较大的夹杂团簇,在钢包内复杂流场作用下形成球状或棒状。钢液在钙处理过程中,变性充分的夹杂物形成了低熔点的铝酸钙,在钢液凝固后形成致密的球状夹杂物;变性不充分的夹杂外形仍然保留Al₂O₃夹杂颗粒形貌。钙处理使Al₂O₃夹杂变性所需的w([Ca])/w([Al])主要受钢液中硫质量分数影响。铝酸钙对钢液中的硫有较强的吸收溶解能力,在浇铸过程中,随着钢液温度下降,铝酸钙吸收的硫以CaS夹杂形式从基体中饱和析出。     

钢包耐火材料与钢液反应的研究现状

随着国家工业的快速发展,对高品质钢的需求增大,侵蚀的耐火材料作为钢中外来夹杂物的主要来源受到广泛关注.基于此,阐述了耐火材料与钢液的反应机制、不同耐火材料与钢液的相互作用以及对钢液质量造成的影响.耐火材料会向钢中溶解并与钢中成分发生反应,之后形成界面层,当界面层是高熔点物质时,会阻碍耐火材料的溶解扩散,当界面层是低熔点...     

Inclusion characterisation – tool for measurement of steel cleanliness and process control: Part 1

Abstract

Owing to increasing demand for high surface and internal quality finished steel products, it is imperative to study the factors that limit the production of such steels. In particular, non-metallic inclusions affect steel cleanliness and cause defects leading to worsening of desired mechanical properties and service life of steel products. Other detrimental effects of inclusions are poor steel castability often resulting in slab downgrades and rejections, increased costs associated with recycling of liquid steel and refractories, and even shut down of the caster. Inclusion engineering is thus important to achieve process and quality control on a daily production basis. This article, in two parts, addresses inclusion characterisation as a tool for understanding and improving process conditions, minimising nozzle clogging and reducing sliver rejections in Ti stabilised ultra low carbon steels, Ca treated low carbon Al killed steels and advanced high strength steels. The paper begins with a survey of techniques followed by examples of use of techniques to resolve steelmaking and casting issues that affect quality of steel. Part I explains the use of an automated scanning electron microscope to correlate inclusion data with industrial process conditions. Examples include effect of different samplers, influence of ferroalloy quality and temperature control practices, ratio of elemental chemistries, ladle stirring etc. on quality of steel.     

长水口吹氩生成微小气泡工业实验研究

在连铸生产中采用大流量长水口吹氩,并采用“冷钢片沾钢法”沾取中间包钢液试样,成功沾取了中间包钢液中微小氩气泡。冷钢片沾样表面气泡为中间包上部钢/渣界面和炉渣中氩气泡,尺寸主要位于1.0~3.0 mm,但该尺寸不能反映中间包钢液内部长水口吹氩生成气泡,冷钢片沾样内部气泡为钢液内部长水口吹氩生成的气泡。结合扫描电镜和共聚焦显微镜对沾取试样内部气泡形貌、尺寸和数量进行了分析,结果表明大部分气泡为独立圆形气泡,偶见少量粘连和聚合气泡;钢液内部氩气泡尺寸主要位于100~1000 μm,平均尺寸为500 μm左右;气泡在长水口出口及其下方较为弥散,气泡数量可达15.2 cm?2。采用扫描电镜结合能谱分析,发现部分气泡内粘附有夹杂物,有些气泡粘附多个夹杂物;气泡粘附Al₂O₃夹杂物的几率高于粘附CaO(?MgO)?Al₂O₃?SiO₂复合夹杂物的几率。      

超低氧精炼时钙处理对氧化物夹杂的影响

 研究了采用LF精炼顶渣控制技术对钢液进行超低氧冶炼时,钙处理对钢中非金属夹杂物的影响。试验在转炉出钢时采用铝终脱氧,LF精炼过程采用强脱氧、高碱度、强还原性精炼顶渣对钢液进行超低氧冶炼,比较了钙处理和不钙处理的钢液中非金属夹杂物转变的情况。结果表明,采用精炼顶渣控制技术冶炼超低氧钢时,钢液不需要进行钙处理就能实现铝脱氧产物Al2O3→MgO·Al2O3尖晶石→CaO-MgO-Al2O3类复合夹杂物的转变,得到炼钢温度下呈液态的复合氧化物夹杂,这些液态的夹杂物容易通过碰撞长大上浮去除,得到高洁净度的钢液,且残留在钢液的氧化物夹杂为较低熔点的复合氧化物,在浇注过程中不会产生水口结瘤。     

Effect of Calcium Treatment on Non-Metallic Inclusions in Ultra-Low Oxygen Steel Refined by High Basicity High Al2O3 Slag

 The influence of calcium treatment on non-metallic inclusions had been studied when control technology of refining top slag in ladle furnace was used in ultra-low oxygen steelmaking. A sufficient amount aluminium was added to experimental heats for final deoxidizing during BOF tapping, and the refining top slag with strong reducibility, high basicity and high Al2O3 in ladle furnace was used to produce ultra-low oxygen steel and the transformation of non-metallic inclusions in molten steel was compared by calcium treatment and no calcium treatment. The results show that the transformation of Al2O3→MgO·Al2O3 spinel→CaO-MgO-Al2O3 complex inclusions has been completed for aluminum deoxidation products and calcium treatment to molten steel is unnecessary when using the control technology of ladle furnace refining top slag to produce ultra-low oxygen steel, and the complex inclusions are liquid at the temperature of steelmaking and easily removable to obtain very high cleanliness steel by flotation. Furthermore, the problems of nozzle clogging in casting operations do not happen and the remaining oxide inclusions in steel are the relatively lower melting point complex inclusions.     

硅锰脱氧55SiCr弹簧钢中镁铝尖晶石的形成及演变

 某钢厂生产的55SiCr弹簧钢采用硅锰脱氧工艺,但在其冶炼过程中存在大量尖晶石类夹杂物,对最终产品的性能十分不利。尖晶石等硬、脆性夹杂物是弹簧在服役过程中疲劳断裂的主要因素之一,因此为明确弹簧钢中该类夹杂物的来源,进而控制并去除钢中非金属夹杂物,通过夹杂物自动分析、扫描电镜和能谱分析等手段,结合FactSage热力学计算分析了55SiCr弹簧钢冶炼过程夹杂物的演变及主要夹杂物的形成机理。分析结果表明,LF精炼后钢中夹杂物数量大幅上升,且其平均成分偏向SiO₂-Al₂O₃-CaO三元相图中高熔点区域;夹杂物主要以SiO₂·Al₂O₃·CaO·MgO为主,多表现为钙铝酸盐包裹或半包裹尖晶石的复合夹杂物类形态,此外还有少量单独的尖晶石夹杂物存在于钢中。对于上述夹杂物的形成及演变进行热力学计算,结果表明,钢液中Mg、Al含量上升将导致钢中析出大量尖晶石夹杂物,并与液态夹杂结合形成含镁复相夹杂物;同时,钢液成分的变化也会导致精炼过程生成的SiO₂·Al₂O₃·CaO·MgO类夹杂物中MgO、Al₂O₃含量大幅增加,在复合夹杂物内部析出尖晶石相。因此,为减少硅锰脱氧弹簧钢中尖晶石类硬脆性夹杂物的生成,需要严格控制钢中Mg、Al含量,尽可能降低夹杂物中MgO、Al₂O₃含量,以实现对弹簧钢中非金属夹杂物的塑性化控制。