LF精炼渣低氟化研究进展

萤石对环境的污染日益受到重视,为了减少在精炼过程中CaF2的使用量,达到精炼渣低氟、无氟化的目的,开展了相关研究。综述了铝酸钙基精炼渣的性能以及B2O3,Li2O,BaO等替代物对精炼渣熔化温度、黏度以及脱硫能力、耐火材料侵蚀的影响。已有研究表明,使用铝酸钙基精炼渣能够有效降低CaF2的使用量,并具有良好的熔化性、发泡性以及脱硫性能;B2O3,Li2O,BaO等替代物都能够降低精炼渣的熔化温度和黏度,Li2O和BaO的加入增加了渣中O2-的活度,有利于提高精炼渣的脱硫能力。此外,精炼渣黏度的降低也促进了渣金界面反应的发生以及钢液中夹杂物的吸收。     

GCr15钢LF精炼渣系脱硫优化的研究

基于某钢厂现阶段LF精炼渣系脱硫效果差等问题,结合精炼渣脱硫机理进行实验研究。通过拟出10种精炼渣配方并对炉渣性能及钢中脱硫进行分析。研究发现,当精炼渣成分w(CaO)为45%~50%,w(SiO2)为18%~20%,w(Al2O3)为17%~21%,w(MgO)为9%~13%时脱硫效果较好,满足GCr15钢中脱硫要求。工业试验初步取得良好效果,为LF精炼渣系深脱硫提供依据。     

X70低硫管线钢的深脱硫、控氮及夹杂物控制工艺分析

分析了X70低硫管线钢的深脱硫、控氮及夹杂物控制之间的关系。指出了强化脱硫需具备的条件及控制方法对控氮与夹杂物控制的影响;指出了以CaO-SiO2-Al2O3系为脱硫渣系时的较理想的渣系组成与渣量控制;指出精炼过程中底吹氩气流量对脱硫、控氮及夹杂物的影响,并重点分析了强化脱硫期的底吹流量与脱硫时间控制;从洁净钢的角度指...     

LF-VD高效脱硫工艺

 为了研究LF-VD精炼工艺的脱硫效果,进行了9炉工业试验。通过对BOF-LF-VD和KR-BOF-LF-VD工艺冶炼中厚板钢中硫含量和炉渣成分的分析,研究了炉渣成分和工艺参数对脱硫的影响。结果表明,采用适宜的精炼渣系,通过LF-VD精炼能把钢中硫质量分数从转炉终点200×10-6左右脱至20×10-6以下;炉渣成分[w((MgO))]=4%～7%、[w((SiO2))]=7%～11%、[w((CaO))/[w((Al2O3))+w((SiO2))]]=1.62时,实现最高硫分配比接近500;VD精炼比LF精炼钢液搅拌强烈,能进一步脱硫。研究结果对优化中厚板炉外精炼脱硫工艺具有指导意义。     

Study on LF Refining Slag and Slagging Regime of High-Aluminium Steel

During secondary refining of molten steel, reaction of steel-slag has great influence on the quality of steel. Taking high aluminium steel ([Al]≥0.8%) for instance, reaction control of 4[Al]+3(SiO2) = 2(Al2O3)+3[Si] was discussed by both thermodynamics calculation and industrial experiments. The results show that content of silicon increased sharply when content of SiO2 in slag exceeded 10%. In order to prevent the increment of silicon content and reoxidation for high aluminium steel, reasonable component range of LF refining slag is: %CaO/%Al2O3=1.6-1.9, %SiO2 <10. Results of the industrial experiments indicate that the CaO-Al2O3 based refining slag has strong ability of desulfurization and inclusion absorption. Average desulfurization rate is 80%, and T[O] reduces above 50% after refining, with the average sulfur content and T[O] about 0.0025% and 11×10-6,respectively, which can meet the requirements of secondary refining and obtain good castability of steel in continuous casting process.     

预熔精炼渣钢水深脱硫实验研究

在实验室条件下进行了预熔精炼渣熔化特性测定及钢水深脱硫实验研究。实验得出预熔精炼渣的熔化温度明显低于机械混合渣，脱硫效果优于机械混合渣，分析了预熔精炼碱度、渣指数MI、渣中CaF2及碳酸钠对脱硫的影响。     

30Cr1Mo1V汽轮机转子钢的精炼渣优化

摘要：为有效控制30Cr1Mo1V汽轮机转子钢中非金属夹杂物和有害杂质元素含量,利用热力学软件FactSage 8.1,计算了1873K下CaO-SiO2-Al2O3-5%MgO系精炼渣与30Cr1Mo1V钢液平衡时的等［O］线、等［S］线,以获得最优精炼渣成分范围。研究了不同精炼渣对钢中氧、硫含量,夹杂物特性的影响,继而揭示了钢中典型MgO·Al2O3夹杂物的热力学形成机制以及夹杂物与精炼渣之间的成分关系,并构建了“钢 渣”界面MgO·Al2O3夹杂物运动模型。实验和模型结果表明,优化渣系50.4%CaO-40-3%Al2O3-4.3%SiO2-5%MgO对钢液脱氧、脱硫和非金属夹杂物控制的效果明显,模型预测结果与夹杂物去除率对应关系良好。     

GCr15轴承钢LF精炼过程脱硫能力的热力学评价

通过现场取样分析和热力学计算,评价了工业化生产GCr15轴承钢LF精炼工序的脱硫能力.分析了精炼温度、钢中酸溶铝含量、精炼渣的光学碱度对LF精炼过程硫分配比的影响.由于实际精炼过程中脱硫反应未达到平衡,实际测得的硫分配比低于理论计算值.得到了精炼温度为1 830～1 855 K,钢中酸溶铝的质量分数为0.020％～o.050％,精炼渣光学碱度在0.760～0.795范围内,精炼温度、钢中酸溶铝、渣的光学碱度及渣中Al2O3、SiO2含量对硫分配比影响的回归方程,该方程可作为实际生产条件下LF精炼工序脱硫能力的评价依据.根据回归方程,设计了改变精炼渣组成的3因素4水平正交实验,分析了精炼渣二元碱度R2及Al2O3和SiO2含量对硫分配比的影响,得出渣-钢间最优硫分配比的精炼渣组成(质量分数)为:CaO 55.11％,Al2O3 30％,SiO26.89％,MgO 8％,光学碱度为0.777.     

水钢LF精炼渣及造渣制度规划

精炼渣具有脱硫和净化钢液的作用,在炉外精炼渣中采用精炼渣精炼钢水已成为洁净铜生产重要的技术手段。论文根据钢种的质量要求,以脱硫和铜中夹杂物控制为目标,结合水铜主要生产品种,对LF精炼渣终渣成分和造渣制度进行了规划。在水钢目前生产工艺条件下,焊条焊丝钢精炼终渣成分控制CaO／SiO2=2．0～2．5,Al2O3=10％～15％;含铝冷镦钢CaO／Al2O3=1．6—1．8,SiO2〈8％;高碳硬线铜CaO／SiO2=2．5～3．5,Al2O3〈15％。精炼渣造渣制度均可采用转炉出钢渣洗,并在LF精炼炉补加渣料的方式进行。     

Characteristics of Deoxidation and Desulfurization during LF Refining Al-killed Steel by Highly Basic and Low Oxidizing Slag简

Steel and slag samples were taken at the start and the end of LF refining for steel plate cold common （SPCC）, in the compact strip production （CSP） process, and at the same time, the temperature and oxygen activity a[o] were measured by using an oxygen sensor. Furthermore, inclusions in steel samples were monitored by scanning electron microscopy （SEM） combined with energy dispersive spectroscopy （EDS）. It was confirmed that a [o] in liq- uid steel was in equilibrium with inclusion rather than with top slag during LF refining. Desulfurization was related to deoxidation since a[o] at slag-steel interface was clarified to be very close to that in liquid steel under the specific con- dition in LF with intense stirring by argon blowing and refined by highly basic low oxidizing slag for Al-killed steel. Sulfur partition ratio （Ls） was very sensitive to a[o]. Since a[o] increased rapidly with temperature rise, it not only offset promotion to desulfurization reaction with temperature rise but decreased Ls. For Al-killed steel, the.modifica- tion of Al2O3 for lowering the activity of Al2O3 in inclusion was believed to be favorable for both deoxidation and desulfurization during LF refining.     

基于IMCT理论的CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系的脱硫热力学模型

 为了精确表征含Na2O渣系的脱硫能力，改善脱硫效果，基于熔渣离子与分子共存理论（IMCT）建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-Na2O渣系结构单元的作用浓度计算模型和1 753 K时该渣系的脱硫热力学模型。并对渣系的总硫分配比及各自硫分配比的影响因素进行了讨论分析。理论结果表明，除LS， MgS外，随着Al2O3质量分数的增加，该渣系的脱硫能力明显下降，而MgO和Na2O质量分数的增加，对提高渣系的脱硫能力具有明显的促进作用。此外，少量的Na2O即可表现出很强的脱硫效果，这为含有Na2O的冶金二次资源在铁水脱硫过程中的应用以及铁水脱硫渣系的优化提供了必要的理论依据。     

B2O3作助熔剂对CaO基精炼渣系熔化温度的影响

研究了B₂O₃对低碱度[(CaO)/(SiO₂)=3～4]和高碱度[(CaO)/(SiO2)=5～7.5]两个系列CaO基精炼渣熔化温度的影响。结果表明,用B₂O3比用Al₂O₃和CaF₂更有效降低CaO基精炼渣系的熔化温度,对低碱度渣系,B₂O₃替代渣中的部分CaF₂、Al₂O₃以及SiO₂,都能有效降低渣的熔化温度;对高碱度渣系,B₂O₃替代CaF₂作助熔剂时,可实现在高(CaO)/(SiO₂)和(CaO)/(Al₂O₃)下造具有超低熔化温度的CaO基精炼渣,既可提高造渣速度,又可提高渣的脱硫磷能力和吸收硅、铝脱氧产物的能力。     

脱硫精炼渣熔点的实验研究

在实验室条件下进行了精炼渣熔化特性测定及钢水深脱硫的实验研究,实验表明预熔精炼渣的熔化温度明显低于机械混合渣,CaF2和MgO对精炼渣的熔点的影响与其加入量有很大关系.在其它条件基本相同的情况下,熔点低的脱硫率高.     

LF热态钢渣循环利用炉渣成分控制

 为了实现LF热态钢渣的循环利用,对目前武钢LF热态钢渣两次循环利用工艺中精炼渣的组成、脱硫能力及吸收夹杂能力的变化进行了分析研究。结果表明,LF热态钢渣循环利用后钢水的脱硫率可以达到90%以上,精炼终点w（［S］）可以达到0.001%的水平;相对于未循环工艺,钢中w(T［O］)减少17.50×10-6,w(［N］)减少17.00×10-6,夹杂物数量减少4.47个/mm2。根据两次热循环利用结果得出：通过控制回收的渣量及补加石灰的量,可保证循环后初始炉渣中的w((S))小于0.20%,终渣碱度（w(CaO)/w(SiO2）)在12.00～20.00范围,w(CaO)/w(Al2O3)为1.75～2.00,从而使精炼渣的脱硫效率、w((S))/w(［S］)不受循环次数的限制。     

洁净钢精炼渣控制工艺研究

介绍了某厂洁净钢生产过程中精炼渣控制工艺,对改质后精炼渣的各项性能进行了研究.结果表明,精炼渣的w(FeO+MnO)可以控制在3%以下,低熔点和低黏度保证了炉渣具有良好的流动性,炉渣溶解吸收Al<,2>O<,3>的速率较高,铸坯的洁净度水平很高.高光学碱度和高硫容量使得炉渣具有较强的脱硫能力.     

B2O3在CaO-BaO-SiO2-Al2O3-CaF2精炼渣中的作用

选择w（CaO）=46％,w（BaO）=10％,w（SiO2）=11．2％,w（Al2O3）=11．6％的渣作基础渣系,将B2q作助熔剂替代CaF2,发现B2q和CaF2的助熔效果相当,B2q可用作环保型助熔剂。将CaO-SiO2-BaO-Al2O3-CaF2作基础渣系,B2O3作酸性氧化物,在碱度（m（CaO＋BaO）／m（SiO2＋B2O3））为2．5和2．8时,研究B2O3替代SiO2后精炼渣的熔化性能。结果表明,B2O3替代25％的SiO2后就可大幅度降低粘度,并且发现富硼精炼渣的高温熔化性能稳定,粘度值稳定在0．3～0．5Pa·s。在碱度为2．8wt进行脱硫工艺实验,当w（SiO2）=20．6％时渣剂脱硫率为80％,当w（SiO2）=10．3％,w（B2O3）=10．3％时渣剂脱硫率为91．3％,主要原因是熔化性能良好的熔渣有助于提高传质速率。     

洁净石油管坯钢27CrMoNbV的生产实践

攀钢27CrMoNbV钢的流程为采用铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF-RH-360 mm×450 mm坯连铸工艺,通过铁水预处理深脱硫,转炉双渣法冶炼脱磷,转炉出钢及LF精炼深脱硫、采用（1.6～2.2） CaO/Al₂O₃精炼渣系、RH处理喂Ca-Si线处理、保护浇注等工艺优化,生产的27CrMoNbV钢化学成分稳定,P≤0.010%,S≤0.004%,[H]≤1.5×10^-6,T[O]≤0.0011%,非金属夹杂A、B、C、D、Ds均≤1.0级,完全满足技术要求。     

Effect of refining slag containing Ce_2O_3 on steel cleanliness

The effect of pre-melting refining slag containing different contents of Ce2O3 on the absorption and modification of Al2O3 inclusion in an Al-killed steel was investigated through the slag/steel reaction experiment at 1600 oC.It was found that the replacement of 10 wt.% Al2O3 with Ce2O3 for 50 wt.%CaO-33 wt.%Al2O3-7 wt.%MgO-10 wt.%SiO2 refining slag promoted the slag absorption ability of alumina inclusion,which made the total oxygen content determined by infrared absorption method decrease from 100 to 25 ppm in 15 min.The Mg-Al-Ce-O type inclusion was also detected in the as-solidified samples by scanning electron microscopy(SEM).Thermodynamic analysis indicated that the Ce2O3.Al2O3 type inclusions would be formed with the cerium content in the range of 6.9 ppb to 3.6 ppm when the content of aluminum was 0.01 wt.%.     

酒钢CSP流程SPCC钢LF精炼渣-钢平衡及渣成分优化

 利用热力学计算软件FactSage确定了精炼渣中MgO质量分数合理范围为4%~8%,以6%最佳。由工业取样结果结合FactSage分析了1873K时SiO2-CaO-Al2O3-6%MgO准三元系液相区及CaO饱和的固液两相区渣-钢平衡。结果表明:高碱度高w(CaO)/w(Al2O3)(C/A)精炼渣有利于钢液的低氧低硫和低硅控制,但并非造得越“白”越好,相反过高的CaO对脱氧和硅含量控制不利。通过钢渣平衡分析得到了酒钢SPCC精炼渣优化成分范围(质量分数)为：CaO为50%~55%,Al2O3为30%~36%,SiO2为1%~6%,MgO为4%~8%,6%为最佳,碱度为9.0~14.0,w(CaO)/w(Al2O3)为1.5~1.8,实验室渣-钢平衡试验和工业生产结果均验证了优化的渣系较原渣系精炼效果更加优越,能够同时降低钢中总氧、硫和硅含量,也能有效控制钢中夹杂物的成分。     

生产20CrMnTiH钢的最佳CaO-Al2O3渣系成分

 研究了某厂冶炼20CrMnTiH钢所用精炼渣的成分变化对钢液中w(T［O］)与夹杂物成分的影响。基于Factsage软件探讨了精炼渣成分变化对钢液中w(T［O］)的影响机制,指出精炼渣碱度R、w(CaO)/w(Al2O3)以及MI指数是通过改变渣中的Al2O3活度与CaO活度,提高精炼渣的“Al2O3”容量,以达到降低w(T［O］)的目的,并在此基础上提出了适合冶炼20CrMnTiH钢的精炼渣系成分(质量分数)：CaO 50%~55%,Al2O3 30%~35%,SiO2 6%~8%,MgO 5%~8%,其他不超过3%。通过工业试验发现,使用此渣系后铸坯中的w(T［O］)降至10×10-6。