VD真空精炼技术与装备的发展现状

介绍了VD真空精炼技术的发展现状,指出VD功能多元化应是今后发展的主要趋势,提出重点研究开发氧脱碳（碳脱氧）、深脱硫、深脱气技术是实现VD功能多元化的关键。在此基础上,介绍了高效化生产装备和干式机械泵系统应用于VD真空精炼的情况,指出干式机械泵系统应用于真空精炼是一种可行的选择。     

VD生产低碳/超低碳钢的现状及在宝钢的开发前景

阐述了VD脱碳工艺的研究进展及采用VD生产低碳/超低碳钢的实践情况,理论分析及试验研究表明,在VD装置上生产低碳/超低碳钢种是完全可行的.在宝钢开发VD脱碳工艺,实现电炉单元对低碳/超低碳线材的生产,具有深远的意义.     

首钢京唐VD炉工艺设计特点

介绍了首钢京唐钢轧部真空精炼炉的选择依据及VD炉工艺设计特点。双工位VD炉主要由真空泵及真空度自动调节系统、车载式移动真空罐车及罐盖系统、合金加料系统、底吹氩系统等组成,具备脱气、脱氧、自然脱碳及调整合金成分、去除夹杂和净化钢水的冶金功能。双盖双罐位布置模式,可缩短精炼处理时间约5～10 min,使转炉 精炼 连铸衔接匹配合理、顺畅;在线喂线工艺的实施,可提高芯线吸收率,实现环境友好。     

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。      

钢水脱气的真空要求

真空脱气(VD)和真空吹氧脱碳（VOD)是两种最主要的钢水精炼工艺。精炼中会产生大量的熔解气体、金属粉末相氧化粉尘，这就要求有坚固的大容量抽气设备。现有一种先进的干式机械真空抽吸系统要优于以前所采用的系统，能更好地处理粉尘，提高了抽吸速度，并降低了操作和维护费用。     

电炉准直上工艺开发与应用

为解决因炉机不匹配导致的精炼钢水积压、浇次紧张问题,确保整个工艺流程的工艺稳定性,开发研究了电炉准直上工艺,即EAF-VD-CC工艺。通过优化电炉冶炼、VD精炼过程工艺参数,实现了电炉钢水经过VD处理后直接连铸,有效缓解了精炼钢水积压及浇次紧张问题。与常规工艺相比,准直上工艺可降低吨钢综合成本29.72元。     

不锈钢精炼工艺的改进

大同特殊钢公司潢川钢厂熔炼工部生产多种材质和规格的钢锭，以满足用户的不同需求。因此，很少在氩氧脱碳精炼工艺（AOD）中使用同一精炼模式来生产各种不锈钢，精炼时间、稀释气体和还原剂消耗存在一定的操作偏差。为了尽可能减少这些偏差、降低生产成本，对AOD过程中的脱碳和氮含量变化进行了研究，引入了脱碳量和氮含量估计公式。该系统能优化该工艺的精炼模式，节省稀释气体和降低还原剂消耗。     

低碳钢VD精炼生产工艺的研究

本文简介了第三炼钢厂转炉、VD炉、4号连铸机单联工艺生产低碳低硅铝镇静钢的工艺过程,分析了VD炉工艺过程钢水温降规律,针对精炼减少中包套眼、铸坯表面气泡和提高铸坯质量进行了生产总结。     

低屈服点抗震钢板LY225的研制开发

采用超低C、低Si、低Mn成分体系设计,配合VD残氧脱碳+LF精炼+VD真空处理的冶炼工艺,保证C≤0.05%,充分降低有害气体N、H含量,通过适当的控轧和正火工艺,成功生产出厚度规格达80 mm的低屈服点抗震钢板LY225。研制钢板实现了强韧性良好匹配和厚度方向性能均匀性,保证钢板屈服强度在205~245 MPa范围和较好的冲击韧性,同时稳定了抗拉强度,且钢板以均匀细小的铁素体组织为主。     

二次冶炼用的最新机械真空技术

为甚么钢液脱气要采用机械真空泵技术?在生产高质量钢材时,采用二次炼钢工艺如真空脱气(VD)或真空氧脱碳(VOD)来减少钢中杂质.在真空脱气VD过程中,在压力低于1毫巴的真空下,降低熔钢中溶解的气体(主要是氢气),以提高强度和抗力.在真空氧脱碳(VOD)过程中,在压力约为50～200毫巴真空下,由于往钢液表面喷氧,钢中碳...     

VD炉氧脱碳工艺生产实践

 为了研发MCCR低碳钢种,采用KR→转炉→VD炉→LF炉工艺流程,开发利用VD炉氧脱碳工艺,生产超低碳钢(w([C])小于0.02%)。复吹转炉出钢w([C])小于0.06%,沸腾出钢,出钢过程平均脱碳率为33%;VD炉真空处理保持深真空(小于67 Pa),脱碳率达到65%,实现脱碳后平均w([C])为0.006 7%,最低w([C])为0.002 3%。LF炉采用控制增碳深脱硫,完全能够满足MCCR超低碳超低硫钢生产需求。     

VD/VOD系统的工厂设计

为了使钢铁工程设计人员能够更好地了解并选择VD/VOD系统的工艺布置,通过多个项目现场的经验,介绍了VD/VOD系统的两种生产模式以及其不同的单、双工位工厂设计,有吊车式、真空罐车式以及真空罐车横移式的,不同的VD/VOD系统工厂设计将为客户带来不同的好处,解决不同的问题。并举实例对比VD/VOD系统单、双工位设计的不同点、投资成本及运营成本,表明对于两者的选择主要决定于客户的生产需求和投资成本。实践证明,单工位VD/VOD系统占地面积小,投资少,但冶炼周期长,适合VD真空脱气或VOD脱碳钢种生产比例小的炼钢厂;反之,VD真空脱气或VOD脱碳钢种生产比例大的炼钢厂,适合选用双工位VD/VOD系统,其冶炼周期较短,但占地面积大,投资大。     

RH-TB精炼脱碳过程数学模型

根据冶金热力学及动力学理论,建立了RH-TB真空脱碳过程数学模型,同时分析了钢水初始碳含量、初始氧含量以及浸渍管内径对脱碳过程的影响.利用Microsoft Visual.Basic.net程序设计软件和Microsoft SQL Server 2000数据库软件,建立了RH-TB精炼脱碳模型的离线数据库.采用RH-TB实际生产数据对模型进行离线测试,针对121炉IF钢的RH-TB处理过程,模型预测的精炼过程中及终点钢水w(C)误差在0.001 %以内的炉次达到80 %以上.     

Numerical Simulation of Recirculating Flow and Decarburization in RH Vacuum Refining Degasser

RHvacuumdegasseractingasoneofthemost importantsecondaryrefiningprocesseshasreceived considerableattentionintheproductionofhigh qualitysteel.ThemainfunctionsofRHvacuumde gassingprocessaredegassinganddecarburization duringrecirculationofmoltensteelbetweena…     

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。     

复吹转炉炼钢过程脱碳模型

通过分析复吹转炉脱碳过程的冶金机理,应用冶金热力学、动力学和传输理论,建立描述转炉脱碳过程的动力学模型,确定了模型的有关参数.模型的关键在于正确计算并比较钢液中[C]和[O]的传质速度,找到转炉冶炼脱碳过程的限制环节,并通过一系列热力学计算得到进入钢液的氧在各元素间的分配比例,从而得到转炉中脱碳反应的速度方程.将模型应用于本钢150 t转炉冶炼过程,模型在不同时刻的计算结果与现场实测值吻合较好.     

转炉吹炼后期碳含量预报的改进指数模型

介绍了几种主要的转炉烟气分析碳含量预报模型,并分析了其中的指数衰减模型及其三种改进算法的基本原理和优缺点。在综合三种模型优点的基础上,提出了基于“极限碳含量拟合+曲线同步更新”算法的改进指数模型。首先,利用历史炉次吹炼后期的脱碳氧效率和碳含量数据,通过指数拟合得到“历史脱碳曲线”和极限碳含量参数;其次,使用当前炉次吹炼中期的最大脱碳氧效率值对“历史脱碳曲线”的特征参数进行替换,得到当前炉次吹炼后期的“参考脱碳曲线”,再对其进行归一化处理,得到归一化的“参考脱碳曲线”;然后,采用多点校正的方法,计算当前炉次吹炼至各等距离校正点时“参考脱碳曲线”的脱碳量,并根据计算脱碳量与转炉实际脱碳量的偏差,对熔池碳含量及脱碳曲线参数进行计算与校正,得到“计算脱碳曲线”;最后,通过逐次迭代计算对“参考脱碳曲线”和“计算脱碳曲线”进行同步更新,进而实现对转炉吹炼后期熔池碳含量的精准预报。研究表明,改进的指数模型具有较高的准确率,终点碳含量预报误差在±0.02%范围内的命中率达到90%。      

高效RH脱碳工艺参数的优化

基于RH脱碳数学模型,研究了210tRH精炼装置的脱碳行为,分析了真空度、提升气体流量及浸渍管内径等因素对脱碳过程的影响;在自然脱碳条件下,根据实际取样分析结果,计算出脱碳速率常数K_C,发现整个脱碳过程分为两个阶段,即快速脱碳阶段和脱碳停滞阶段。提高真空度可提高脱碳速率和降低终点[C];提高气体流量不能显著提高脱碳速率,应选择合适的浸渍管内径;快速脱碳阶段的脱碳速率常数可达0.287min^-1。