REDA与RH精炼过程钢液流动规律比较

以300 t REDA和RH精炼装置为研究对象,借助计算流体力学软件模拟REDA与RH两种精炼工艺下钢液流动行为,从精炼过程流场形态、循环流量、氩气行程及熔池表面湍动能等方面进行分析,研究结果表明:RH对钢包底部熔池的搅拌作用强于REDA,REDA的单浸渍管结构有利于延长浸渍管寿命及提高钢液循环流量,REDA只需RH提升气体流量的30%便能达到相同的循环流量。     

LF炉精炼AISI410不锈钢吹氮合金化研究

研究了40 t LF炉精炼AISI410不锈钢时,在常压下吹氮气增氮工艺(吹氮流量、吹氮时间及钢液温度)对AISI410不锈钢氮含量的影响,建立了AISI410不锈钢氮溶解度热力学计算模型。结果表明:钢中氮含量随着吹氮时间、氮气流量的增加而增大;常压下吹氮10 min,钢液含氮量可达到0.05%;随着氮流量增加钢液达到饱和的时间缩短,氮的溶解度随着钢液温度的降低而升高。应用热力学模型进行了分析,不同吹氮条件下氮溶解度实测值与热力学模型计算值较吻合。为LF炉精炼含氮不锈钢控制氮含量提供了理论依据。     

RH真空精炼过程的动态模拟

建立了描述RH真空精炼装置内钢液动态脱碳（脱气）模型。对RH真空精炼时的脱碳、脱氧、脱氮和脱氢过程进行了动态模拟研究，考察了浸渍管直径、循环流量、吹氩量、氧含量和真空度对脱碳和脱气过程的影响。动态脱碳（脱气）模型考虑了反应机理，认为脱碳是通过上升管中Ar气泡表面、真空室中钢液的自由表面和真空室钢液内部脱碳反应生成的CO气泡表面进行的，并且考虑了精炼处理时的抽真空制度。该模型能全面描述RH精炼过程中不同时刻钢液中碳、氧、氮和氢的含量，能较好预测实际过程，可用于RH真空精炼过程的优化和新工艺开发。     

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。      

GCr15轴承钢RH和VD真空精炼过程钢洁净度对比

摘要：对比了RH和VD真空精炼工艺生产的GCr15轴承钢精炼过程的洁净度水平,研究了钢液中总氧（TO）、总氮（TN）、总硫（TS）以及夹杂物变化规律。轴承钢对洁净度要求较高,RH精炼工艺在降低钢中TO、TN含量,固相夹杂物去除,循环效率上均具有优势。经过RH精炼后,钢液中TO含量下降了61%,TN含量下降了15%,夹杂物数密度降低了75%;VD精炼过程中,钢渣反应剧烈,脱硫效果优异,VD精炼后钢液中TS含量下降了50%,但钢液循环速率远落后于RH精炼,且更容易发生卷渣。不同液相分数的夹杂物与钢液的接触角不同,液相分数小于27%的夹杂物与钢液不润湿,容易碰撞长大和上浮去除,而液态夹杂物黏附功更大,难以从钢液中去除。     

RH精炼工艺对无取向电工钢质量的影响

为了在保证产品质量的前提下降低无取向电工钢的生产成本,分析了RH精炼工艺在不同钢水循环流量下各工序夹杂物的演变规律、成品磁性能和表面质量的变化.结果 显示,RH精炼工艺的变化对钢液中夹杂物组成、热轧材样夹杂物数量和成品磁性能无明显影响,对表面质量有负相关影响,钢水循环流量越大,表面夹杂物降低等级的比例越低.RH出站,钢液中夹杂物当量面积,尤其是5μm以上较大夹杂物与钢水循环流量呈负相关的影响,热轧材样中夹杂物(包括第二相析出物)主要是第二相析出物AlN和MnS、少量的氧化物夹杂,其数量与RH精炼工艺无相关性.在保证质量满足要求的前提下,RH工序可适当调整钢水循环流量,降低生产成本.     

210t RH炉的物理模拟研究

摘要：采用物理模拟的方法对210t RH炉的混匀时间、循环流量和去除夹杂物效果进行了研究,并结合实验结果制定了RH炉合理的工艺参数。结果表明,随着提升气量的增大,RH炉的钢液混匀时间缩短,特别是提升气量在100～130m3/h范围内,混匀时间减小幅度最大。当提升气体流量达到190m3/h后,混匀时间达到最小。RH炉钢液循环流量随提升气量的增加而增大,提升气量大于160m3/h后,循环流量开始变化比较平缓。夹杂物去除过程基本上是在前28min内完成,去除最迅速的阶段是前8min。     

210 t RH炉的物理模拟研究

采用物理模拟的方法对210 t RH炉的混匀时间、循环流量和去除夹杂物效果进行了研究,并结合实验结果制定了RH炉合理的工艺参数。结果表明,随着提升气量的增大,RH炉的钢液混匀时间缩短,特别是提升气量在100～130 m~3/h范围内,混匀时间减小幅度最大。当提升气体流量达到190 m~3/h后,混匀时间达到最小。RH炉钢液循环流量随提升气量的增加而增大,提升气量大于160 m~3/h后,循环流量开始变化比较平缓。夹杂物去除过程基本上是在前28 min内完成,去除最迅速的阶段是前8 min。     

涟钢RH-MFB精炼渣系研究

对涟钢HMPT-BOF-RH-MFB-CSP单联工艺生产SPHE钢时RH精炼过程中精炼渣进行取样分析,研究表明:随精炼过程的进行,RH精炼渣系的熔点呈下降趋势；但氧化性增强,致使不少炉次在RH精炼阶段存在“回硫”现象；并且,在RH精炼脱碳过程炉渣Al2O3含量在逐步增加,RH精炼结束时,炉渣中Al2O3含量在27％～37％,不利于吸收钢液中上浮的Al2O3夹杂物.为此提出了RH较为合理的终渣系目标控制范围.     

钢液中氮含量控制的工艺研究

从炼钢、精炼和连铸工艺方面入手,对影响钢液中氮含量的各个工序进行工艺研究,结果表明：随着出钢口次数的增加,氮含量增加量降低;弱吹氩时,对于降低氮含量的作用并不明显,控制不当时还会增加氮含量,且从大部分炉次来看,用钢包炉精炼时钢中的氮含量增加;生产过程中最终钢液的氮由其各工序的增（脱）氮量来决定。     

适用于转炉-薄板坯连铸钢厂的合理炉外精炼工艺的探讨

转炉薄板坯连铸钢厂采用LF炉外精炼工艺,其生产节奏与转炉炼钢和薄板坯连铸不相适应。生产冷轧钢种时还存在钢液w（[Si]）、w（[N]）偏高而影响钢材冷加工性能的问题。转炉薄板坯连铸钢厂的炉外精炼应主要采用CAS和RH精炼工艺,对于绝大多数热轧类钢种,可以通过铁水脱硫预处理、抑制转炉炼钢回硫、转炉出钢脱硫等方法生产出硫含量符合要求的铸坯。对冷轧类钢种可采用传统流程炉外精炼工艺,即根据钢种碳含量要求和用途,选择采用RH或CAS。     

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。     

首钢京唐IF钢RH精炼工艺开发实践

本文介绍了首钢京唐公司IF钢精炼工艺开发过程。IF钢冶炼工艺控制关键是碳、氮含量成分控制。IF钢碳含量控制的关键是RH脱碳过程控制、防止合金增碳和精炼结束到中间包增碳,对应的措施有控制进站碳≤0.04%、控制过程废钢加入量、RH脱碳过程辅助钢包底吹、清洁上料和使用无碳耐材等。IF钢氮含量控制的关键是控制好转炉吹炼过程脱氮效果、防止RH吸氮。     

基于长流程的GCr15轴承钢转炉冶炼生产实践

采取转炉高拉碳出钢、双渣法冶炼、LF高碱度渣精炼、RH真空脱气、连铸加强保护浇铸及控制钢液过热度等措施,有效控制GCr15轴承钢中的氧、氮、硫、磷、钛等元素及夹杂物含量。试验表明：提高转炉出钢碳质量分数,有利于降低钢中的氧质量分数;随着炉渣碱度的升高,钢液中ω(O)大幅降低;GCr15轴承钢经过RH真空处理,钢液中的ω(TO)从0.002 8%下降到0.000 9%;双渣法冶炼可以提高转炉冶炼前期的脱磷率;LF精炼和连铸过程增氮,RH过程降氮;LF精炼过程是控制ω(Ti)的关键;夹杂物和碳化物都得到有效控制。     

RH新型二次精炼工艺

日本钢公司Nagoya厂开发了一种新型二次精炼工艺,该工艺是将粉剂喷吹功能(PB)加到RH上(RH—PB)。粉剂从普通的RH—OB真空室下部的氧气喷嘴喷入,RH—PB工艺除可进行真空脱气外,还可进行脱硫、脱磷。 RH—PB过程的脱磷、脱硫反应主要是粉剂颗粒与钢液的直接接触反应,脱磷、脱硫率在很大程度上取决于粉剂与钢液的混合状况,因此二次精炼效果好;对初始磷含量为150～300     

衡管40tVD精炼工艺实践

总结了衡阳钢管厂40tVD的精炼生产实践和精炼效果,从理论上分析了真空处理时间、氩气搅拌流量、钢中氧和硫的含量等对真空脱气、脱氮的影响.同时分析了真空精炼对钢液脱氧及夹杂物控制的影响.结果表明,衡管40tVD炉精炼具有良好的冶金效果.     

单管RH精炼过程钢液流场的水模型实验

采用物理模拟方法对单管 RH 真空精炼过程流场的循环流动、混合特性等进行了研究,建立与 RH 真空精炼装置原型相似比为1∶5的水模型,研究了不同工艺参数对单管 RH 装置内钢液循环流动的影响。对比实验测量数据发现,增大吹氩量和浸渍管插入深度以及浸渍管有效横截面有利于提高循环流量,减小均混时间;在相同的实验条件下,椭圆形浸渍管 RH 比传统浸渍管 RH 的循环流量要大15％以上,单管 RH 的均混时间比传统RH 可以缩短20％;单管 RH 钢包底部吹氩位置位于距钢包中心0.4R(R 是钢包半径)处时,均混时间最短。     

汽车面板钢中氮含量的控制方法

本文介绍了采用BOF—LF—RH—CC工艺生产低氮、超低氮的汽车面板钢的情况。通过对各环节钢中氮含量的分析,结合生产实践,提出了转变转炉底吹模式、使用高效LF精炼埋弧渣、RH精炼堵漏和连铸保护浇注等改进措施,使铸坯平均氮含量达到0.0018%,满足产品使用要求。     

钙处理时机对LF-RH精炼过程Al2O3基夹杂物的影响

为研究LF-RH精炼工艺生产Q690钢时不同钙处理时机下夹杂物特征的变化,开展工业试验对RH精炼前后钙处理炉次取样进行定量分析对比。钙处理后夹杂物中CaO质量分数持续增加,CaS质量分数瞬态增加,夹杂物熔点降低。RH精炼前钙处理炉次中,RH精炼过程夹杂物的成分接近低熔点区,结束时夹杂物数量密度和面积分数分别为15个/mm2和0.01%。RH精炼后钙处理炉次中,RH精炼过程夹杂物依旧为高熔点Al₂O₃-MgO类型,结束时夹杂物数量密度和面积分数分别降至1个/mm2和0.002 5%。RH精炼前钙处理会使RH精炼过程夹杂物熔点以及夹杂物与钢液间的接触角降低,导致夹杂物去除驱动力降低,从而抑制夹杂物的去除。因此LF-RH精炼工艺生产铝脱氧钢时,为提高精炼过程钢中非金属夹杂物的去除效率,应在RH精炼后进行钙处理操作。     

RH设备形状对钢液流动和混合特性的影响

采用水模拟和数值模拟方法对大真空室、椭圆浸渍管及常规RH模型的流场特性进行分析和比较.经过对循环流量和混匀时间的测定,得出椭圆管RH的流场特性参数最佳,大真空RH与普通RH相近.椭圆管RH增大循环流量后可促进脱碳,大真空RH则大大提高钢液表面反应层的脱碳效果,但其对提升气量和工艺操作条件有严格的要求.结合2种改进模型的特点,对RH设备进行几何和供气参数的优化匹配是提高精炼效率的关键.