RH真空深脱碳工艺的优化

<正>RH如今已经发展成为一个集深度脱碳、脱硫、脱气、脱磷、脱氧去除夹杂物以及温度补偿于一体的多功能炉外精炼设备在现代钢铁冶金企业中,占据举足轻重的地位。2009年,江苏沙钢集团有限公司开始尝试并且成功利用RH真空脱碳技术生产超低碳钢。随着产品的逐渐升级,RH的脱碳工艺遇到瓶颈期,RH脱碳过程中,出现顶吹氧频率高、脱碳终点碳含量较高且不稳定、处理时间长、脱碳终点氧高等问题。江苏省沙钢研究院的学者通过对RH到站钢液的初始条件、吹氧时机、真空室抽气制度和提升气体模式等的优化,开发了180tRH真空炉的快速高效脱碳工艺。控制RH到站w(C)=(250~500)×10-6,w(O)=(300~650)×10-6;适当快速降低真     

高海拔RH精炼装置真空脱碳工艺优化研究

针对位于海拔1 500 m左右的国内某厂RH真空脱碳过程中脱碳效果不佳喷溅严重的生产问题,借鉴转炉吹氧过程氧气射流与熔池相互作用规律,考虑到RH真空室内液面高度偏低的特点,通过水模型试验研究不同氧枪流量和枪位下氧气射流与熔池相互作用规律,并结合理论分析对RH真空吹氧脱碳工艺进行优化。水模型试验结果表明:RH真空吹氧脱碳过程中氧气射流与熔池的相互作用规律与转炉冶炼相似,可采用转炉冶炼过程中氧气射流与熔池相互作用研究对RH真空吹氧脱碳工艺进行优化。理论分析可知,当氧枪流量为1 500 m~3/h、枪位为5.5 m时,熔池冲击深度为0.173 m、冲击面积为2.435 m~2、穿透体积处于最大值为0.420 m~3,氧气射流冲击熔池效果最理想,有利于RH脱碳过程高效脱碳和喷溅控制。实施优化措施后,终点钢水平均w(C)由15.1×10~(-6)降至11.8×10~(-6),终点w(C)在20×10~(-6)以内比例提高至94.4%,优化工艺显著提高了RH快速深脱碳效果,同时有效控制了RH真空脱碳过程严重喷溅问题。     

汽车齿轮钢8620RH的洁净度

以抚顺特殊钢股份有限公司一炼钢厂的生产数据为实践依据,以改善汽车齿轮钢8620RH的夹杂物和氧质量分数两个洁净度指标为目的,使用扫描电镜分析冶炼过程中LF炉(钢包精炼炉)初期、LF炉末期、VD（真空脱气）处理前以及软吹后4个节点的钢液中夹杂物形貌和成分,明确钢中夹杂物的演变过程。通过降低电炉终点氧质量分数分析LF精炼炉渣成分,强化LF炉白渣精炼操作以及控制VD处理后的软吹效果等措施,达到汽车齿轮钢8620RH氧质量分数平均值为0.001 17%,B类夹杂物中B细不高于1.5级、B粗不高于0.5级的冶炼控制水平。     

飞行时间质谱炉气分析系统在RH精炼炉中的应用

介绍国内外炉气分析系统在钢铁行业中的应用现状,着重介绍在宝山钢铁股份有限公司第二炼钢厂5#RH精炼炉现场应用的飞行时间质谱炉气分析系统的组成,以及应用效果.实际结果表明,本套系统现场运行稳定可靠,系统延迟时间仅为13 s左右,可得出不同RH冶炼工艺的冶炼曲线,其分析结果快速、准确,且为RH精炼工艺的终点碳和温度控制提供了有力的判据,对提高RH精炼炉的生产效率具有重大意义.     

RH真空脱碳工艺的研究分析

结合实际生产数据,分析了转炉终点控制对RH真空脱碳的影响,分析认为,冶炼超低碳钢时,转炉终点碳含量≥0.05%,需要进行RH强制脱碳;终点碳含量≤0.04%时,可以进行RH自然脱碳,也可以在出钢过程中进行最大810kg的微碳锰铁（锰含量80%）合金化操作。底吹氩2min降低钢水氧活度约190×10-6。没有底吹终点钢水碳含量不均匀,均匀性相差0.01%～0.02%。     

RH高效深度脱碳与协同脱氧关键技术

围绕IF钢RH精炼高效深度脱碳与协同脱氧目标，从RH精炼碳氧热力学入手，分析了RH脱碳与协同脱氧的可行性和策略；从脱碳反应动力学入手，分析了不同脱碳阶段高效脱碳策略。同时，研究了RH强制脱碳、吹氧流量与枪位控制等高效脱碳与控氧协同技术，以及真空压降控制、循环流量优化、真空罐内部吹氩强化脱碳等RH精炼高效脱碳关键技术和RH精炼脱碳终点氧含量控制、顶渣氧化性控制等控氧关键技术，进一步提出通过上述技术集成应用实现RH高效深度脱碳与脱氧的协同策略。     

利用复合脱碳工艺改进铬钢冶炼技术

日本川崎制铁公司加古川厂一炼钢车间在纯氧顶吹—惰性气体底吹转炉 ( L D—KGC)上 ,采用添加高碳铁、铬、然后再进行 RH脱气处理的工艺 ,冶炼含铬 2 .2 5 %的铬钢。该厂通过改进转炉吹炼制度和采用复合脱碳工艺 ,降低了铁合金费用。根据 [Cr]与 [C]的平衡关系式以及表示反应容器特性与铬钢之脱碳特性的 ISCO值 ,可以看出提高 LD—KGC炉内添加铬的回收率的重要因素是 :1提高停吹时的碳浓度 ;2提高钢水温度 ;3降低 CO分压 ;4降低顶吹氧流量 ;5强化钢水搅拌力。加古川厂在转炉冶炼过程中 ,通过改进对顶吹氧流量、底吹气体流量及氧枪高…     

迁钢210t RH-TOP真空精炼工艺与生产实践

迁钢RH—TOP精炼设备具有深脱碳、脱气、脱氧去夹杂和化学升温等功能，工艺指标达到国内先进水平；多功能顶枪集吹氧强脱碳、二次燃烧、煤气烘烤及除冷钢于一体；二级自动化模型适应性强。RH—TOP成功冶炼了IF钢和X80管线钢等。     

莱钢130t RH冶炼超低碳钢工艺实践

根据RH真空脱碳机理,分析了提升气体流量、RH精炼炉进站碳氧质量分数、炉渣改质、吹氧制度对RH精炼炉真空脱碳速率的影响,确定了超低碳钢的冶炼操作工艺。     

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。      

水电用马氏体不锈钢的冶炼工艺实践

通过生产数据分析与探讨,得出水电用马氏体不锈钢的冶炼主要有两大问题:VOD吹氧脱碳技术控制及  气体质量分数控制。分析结果表明:影响VOD吹氧脱碳技术的主要因素有吹氩流量、极限真空度、VOD吹氧脱碳  温度;气体质量分数主要通过控制钢液吸气及钢液去气两个方面。针对以上问题进行了VOD工艺技术的优化,提 高了VOD冶炼不锈钢铸件的一次脱碳成功率以及Cr合金回收率,同时使钢液气体质量分数控制到了较低水平,  降低了生产成本的同时提高了产品质量。     

RH吹氧操作对超低碳钢脱碳速率的影响

以迁钢RH精炼炉为背景,建立了RH强制脱碳数学模型,确定了脱碳的4个反应地点:真空室内钢液自由表面,氩气表面,真空室钢液内部与飞溅液滴表面,并进行了RH强制脱碳机制研究。模型计算结果表明,在真空处理前期,钢液内部脱碳速率在4个脱碳地点中占据主导地位,而在后期以液滴脱碳为主;在迁钢现有的压降模式下,确定了第3分钟进行吹氧操作,保证40m3/min的吹氧流量为最佳的工艺处理方式,并通过迁钢实际生产炉次的对照验证了模型计算结果。     

低碳钢在RH工序碳粒脱氧的生产实践

对低碳钢RH工序碳粒脱氧工艺进行了论述。通过理论分析与实际工艺方案的设计,对RH工序碳粒脱氧工艺过程的到站温度、真空度、环流气体流量、吹氧等环节进行了有效控制。与原单纯使用铝脱氧的工艺比较,有效降低了合金成本,减少了夹杂物含量,提高了钢水纯净度。     

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。     

250 t钢包RH精炼脱碳动态控制实践

为了提高RH脱碳效果,缩短RH精炼周期,从热力学和动力学理论上对RH脱碳进行分析,从实践上对RH脱碳处理进行动态控制工艺优化。吹氧加铝升温工艺优化后,超低碳钢成品碳合格率从94%左右提高到100%,RH处理10 min即可把碳脱到0.002%左右,与工艺优化前对比,成品碳质量分数从0.001 5%～0.002%降低到0.001%～0.001 4%。研究了压降对脱碳速率的影响,结果表明,压降速度越快,脱碳速率越高,预抽真空可以提高脱碳效率和获得更低的终点碳含量。研究了脱碳结束时氧含量与脱碳终点碳含量的关系,结果表明,脱碳结束时氧质量分数在0.025%～0.035%范围内,能满足脱碳终点碳质量分数小于0.002%的要求。     

汽车轮毂用S55C中碳轴承钢的开发与生产实践

采用120t BOF冶炼→ LF精炼→ RH真空处理→CCM连铸(240 mm×240mm)→Φ55mm和Φ60 mm棒材轧制工艺流程生产汽车轮毂用S55C中碳轴承钢(0.54％～0.56％C).转炉高拉碳,终点[C]≥0.10％,并配备下渣红外检测系统;LF精炼渣碱度控制在4.0～6.5;RH精炼在≤66.7 Pa的...     

RH快速深脱碳研究

结合理论和实践,对RH脱碳的影响因素进行了分析研究,结果表明:对于250～300t的RH,最佳的初始碳含量为(250～400)×10-6(质量分数,余同);发现吹氧时机对RH脱碳速率的影响很明显,吹氧时间滞后,造成RH前期脱碳速率过低,吹氧时已经进入低碳区域,削弱了吹氧对提高脱碳速率的作用,而且造成RH终点钢水活度氧过...     

RH真空炉脱碳过程喷溅的控制

针对江苏沙钢宏发炼钢厂180 t RH真空炉在脱碳过程中发生喷溅,从真空脱碳原理、脱碳过程分析了喷溅产生的原因,认为前期快速脱碳是导致喷溅的主要原因。结合生产实践,通过改变预抽模式,合理控制真空度,优化提升气体模式和吹氧操作,优化冷却小废钢加入时间和加入量,有效地控制了真空脱碳过程的喷溅,并产生了明显的经济效益。     

Mathematical Modelling of Non‐equilibrium Decarburization Process during Vacuum Circulation Refining of Molten Steel: Application of the Model and Results (I) ‐ Decarburization Process and Influences of Some Technological Factors

A novel three‐dimensional mathematical model proposed and developed for the non‐equilibrium decarburization process during the vacuum circulation (RH) refining of molten steel has been applied to the refining process of molten steel in a 90‐t multifunction RH degasser. The decarburization processes of molten steel in the degasser under the conditions of RH and RH‐KTB operations have been modelled and analysed, respectively, using the model. The results demonstrate that the changes in the carbon and oxygen contents of liquid steel with the treatment time during the RH and RH‐KTB refining processes can be precisely modelled and predicted by use of the model. The distribution patterns of the carbon and oxygen concentrations in the steel are governed by the flow characteristics of molten steel in the whole degasser. When the initial carbon concentration in the steel is higher than 400 · 10⁻⁴ mass%, the top oxygen blowing (KTB) operation can supply the oxygen lacking for the decarburization process, and accelerate the carbon removal, thus reaching a specified carbon level in a shorter time. Moreover, a lower oxygen content is attained at the decarburization endpoint. The average contributions at the up‐snorkel zone, the bath bulk and the free surface with the droplets in the vacuum vessel in the refining process are about 11, 46 and 42% of the overall amount of decarburization, respectively. The decarburization roles at the gas bubble‐molten steel interface in the up‐snorkel and the droplets in the vacuum vessel should not be ignored for the RH and RH‐KTB refining processes. For the refining process in the 90‐t RH degasser, a better efficiency of decarburization can be obtained using an argon blow rate of 417 I(STP)/min, and a further increase in the argon blowing rate cannot obviously improve the effectiveness in the RH refining process of molten steel under the conditions of the present work.