LF-RH工艺生产极低硫钢硫含量控制分析

研究了LF炉渣脱氧剂加入量、LF动力学条件及RH后期钙处理对脱硫效果的影响.结果表明:向LF精炼渣中加入300 kg以上的铝粒时可以将渣中w(FeO+ MnO)控制在0.5％以下,从而将钢液中w(S)由原来的30×10-6降至6×10-6;当底吹搅拌氩气流量为500 L/min,搅拌10 min后,钢液中w(S)可以降至6×10-6,过高或过低的吹氩流量都会影响脱硫效率;RH后期钙处理没有脱硫能力,但是钙线的加入有利于抑制回硫,并将硫含量保持在较低水平.     

70 t EAF-LF冶炼低、中碳钢快速脱硫的工艺实践

在70 t EAF-LF冶炼20MnSi钢过程中,通过EAF出钢时加石灰400～450 kg和合成渣80-250 kg,控制EAF出钢温度1 580～1 630℃,增加精炼渣量,保证精炼渣碱度为1．5-2．8,吹Ar搅拌流量为180～280 L/min, (TFe)平均≤1．0％,可使钢中平均硫含量由0．060％降至0．015％,精炼时间由30～45 min降低至20-30 min。     

低[Al]s齿轮钢20CrMnTi的洁净度研究

80 t LD-LF-CC工艺生产齿轮钢20CrMnTi时,[Al]s从0.030%降至0.015%可使吨钢成本降低25.8元。为不影响钢水洁净度,转炉出钢严格挡渣,出钢加入2 kg/t钢芯铝,同时加入CaO≥70%、SiO₂≤5%的高碱度渣进行渣洗,吹氩喂铝线使[Al]s为0.015%。LF精炼加入石灰块和AD粉(Al+Al₂O₃)对炉渣改质,然后喂Ca-Si线,软吹氩≥10 min。5炉试验结果表明,改进工艺后铸坯具有较高的洁净度,T[O](14～15)×10-6,[S] 0.012%～0.015%,[P]0.012%～0.018%。     

不同钢包底吹氩模式对钢液精炼效果的影响

以180 t双孔底吹氩钢包为研究对象,对6种钢包底吹氩模式进行数值模拟,并结合现场试验与当前采用的吹氩模式进行对比。研究发现：（1）钢液的混匀时间随吹氩量的增加而减少,吹氩量一定时,差流量吹氩模式对钢液的搅拌强于等流量吹氩模式。（2）不同的钢包底吹氩模式,渣眼形成的位置不同,渣眼面积也不同。总流量一定时,差流量吹氩模式钢液面最大流速大于等流量吹氩模式,易发生钢液卷渣。（3）差流量吹氩模式渣线处渣层厚度的波动大于等流量吹氩模式,且流量差值越大,波动越剧烈。（4）差流量吹氩模式通过“强-弱”流股的配合,进一步强化了钢包底吹氩的钢液精炼效果。工业试验表明,采取等流量吹氩模式（500 L/min—500 L/min）,钢中的较大夹杂物的数目明显多于差流量吹氩模式（400 L/min—600 L/min）。     

钢包出钢阶段吹氩搅拌去除夹杂物的模拟研究

针对钢包出钢过程建立了钢液-渣相-气相-氩气泡-夹杂物的五相数学模型，探索了钢包出钢过程中吹氩搅拌去除夹杂物的可行性，以及吹氩流量对流场、渣眼、夹杂物去除效率的影响规律。结果表明：吹氩搅拌可强化浇钢过程中钢液的流动行为，显著提升夹杂物的去除率。相较于未采用吹氩搅拌，当吹氩流量为100 L/min、出钢750 s时，夹杂物的去除率由80.74%提升至96.69%，流入中间包夹杂物的数量减少67.4%；随吹氩流量增加，渣眼尺寸增大，夹杂物去除速率增加，但去除效率变化不大，推荐吹氩流量为100 L/min。     

中碳硫系易切削钢LF(VD)精炼实践

中碳硫系易切削钢1141(%:0.37～0.45C、1.20～1.65Mn、0.06～0.12S)和1144(%:0.40～0.48C、1.35～1.65Mn、0.24～0.33S)由65 t Consteel电弧炉-LF(VD)-(150～200)mm×(150～200)mm CC流程生产。LF精炼时喂Al线,控制[Al]0.02%～0.05%,精炼渣CaO/SiO₂ 2.62～3.02,使精炼中后期渣中硫化物容量达到饱和,在VD处理时吹氩200～250 L/min,≥15 min,使1141钢[S]在VD前后分别为0.11%～0.12%和0.10%～0.12%,1144钢[S]VD前后分别为0.30%～0.33%和0.29%～0.30%,稳定了VD处理前后钢中的硫含量。     

RH处理过程钢液流动行为的三维数值模拟

以300 t RH-MFB工艺参数为基础,建立了整个装置内钢液流动的三维数学模型。用双流体模型处理气液两相流,以分析吹氩流量、真空度、吹氩喷嘴排布等因素对钢液流场和循环流量影响。结果表明,当吹氩流量在4000 L/min以下时,循环流量随吹氩流量提高而提高;该装置以67 Pa,吹氩流量3500 L/min,浸渍管浸入深度600 mm和上下交错排布16个吹氩喷嘴较合理。     

J55管坯钢92 t钢包炉(LF)精炼工艺实践

攀钢集团成都钢铁公司采用92 t偏心底(EBT)电弧炉-92t钢包炉生产成分(%):0.32~0.38C,1.25~1.55Mn J55管坯钢。电弧炉出钢时[C]≥0.10%,[P]≤0.015%;EBT出钢约1/4时,加入硅铝钡脱氧剂200kg/炉,通过控制LF精炼时渣中FeO浓度小于0.5%,可使钢中S含量低于0.015%。在LF处理时,通过喂Al线吹氩8~15 min后再喂0.4~0.6kg/t CaSi线处理,以促进夹杂物上浮,防止中间包水口堵塞。     

挡渣出钢——提高连铸坯质量的重大措施

本文阐述了渣中FeO对吹氩效果的影响。渣中FeO含量大于1.4％时,吹氩不仅不能降低钢中的夹杂,反而会使钢中夹杂量增加。只有采用挡渣出钢工艺,并在盛钢桶内加入含FeO低的合成渣,吹氩才能取得良好的效果。     

转炉-氩站-连铸流程低碳铝镇静钢夹杂物控制

对“转炉-吹氩站-连铸”工艺流程生产的低碳铝镇静钢工艺各环节取样，并对渣、钢成分进行分析，采用自动扫描电子显微镜研究了钢中夹杂物的大小、密度及成分，以期寻求相应对策来控制钢中氧含量及夹杂物数量。结果表明：转炉吹炼末期控制氧流量26 000 m³·h^-1,可把钢中氧由0.071 4%降低至0.057 2%,转炉渣中(FeO+MnO)%由15.71%降至14.09%,减轻转炉吹炼末期钢液过氧化。吹氩氩气流量提升至600 L/min后，氩站工序钢液中夹杂物去除率达62.7%。通过协同控制转炉出钢时下渣量至50 mm,采取保护浇铸等手段，SPHC低碳铝镇静钢中氧和氮分别降低至0.001 11%和0.002 15%,≥2.0级和≥1.0级的夹杂物比例分别由9.2%和20.0%降低至6.9%和16.2%。     

超低碳钢150 t转炉冶炼过程超低硫的控制和工艺实践

结合转炉超低硫钢研发试验及生产实际,分析了转炉原材料中硫含量分布,得出铁水及带渣量、废钢、石灰占转炉入炉原料总硫质量分数的70%以上;研究了150 t顶底复吹转炉碳氧积对终渣（FeO）的影响,吹炼时间（0~15 min）、炉渣综合碱度R（2~4）和（FeO）(15%~25%)以及转炉钢水终点温度（1640~1700℃）对渣-钢硫分配比L_S=（S）/[S]的影响。20炉无取向硅钢AGW600生产结果表明,当转炉终点碳氧积控制在0.002 8以内,二元碱度3.2~3.7、转炉钢水终点温度1675~1710℃、渣中（FeO）不超过20%,渣-钢硫分配比L_S达7.0,钢水终点[C]为0.025%~0.048%,[S]为0.0024%~0.005 7%,钢材的[C]为0.0012%~0.0029%,[S]为0.0022%~0.0047%。     

120t BOF-LF-VD-CC流程生产磨球钢B2的工艺实践

磨球钢B2（/%:0.75~0.85C,0.70~0.90Mn,≤0.030P,≤0.030S,0.40~0.60Cr,≤0.20Ni,≤0.20Cu,0.010~0.060Al）的生产工艺流程为120t BOF-LF-VD-180mm×220mm/260mm×300mm坯CC。通过转炉枪位及供氧强度控制、转炉留渣量及底吹流量的优化、转炉全铝一次脱氧;LF精炼渣系精炼渣碱度由3.44提高到4.25、控制VD氩气流量,VD后软吹≥15min;连铸使用整体塞棒包、全保护浇注工艺、钢水10~25℃过热度操作、使用磨球钢专用保护渣和结晶器电磁搅拌320A,4Hz末端300A,10Hz,提高了磨球钢铸坯的内部质量,钢材的各项指标满足标准要求。     

90 t LF精炼0Cr18Ni9不锈钢的夹杂物控制工艺实践

叙述太钢二炼钢厂90 t LF精炼0Cr18Ni9奥氏体不锈钢时对钢中夹杂物的控制效果。工艺实践表明,钢水经VOD后,钢中氧含量为(40～55)×10^-6,再经LF喂铝线0.3～1.0 kg/t时,可使钢中氧含量进一步降至(24～35)×10^-6,同时钢中夹杂物数量减少40%以上;接着喂0.9～1.5 kg/t硅钙线使钢中夹杂物变性成球状,同时通过200～600 L/min氩气搅拌10～20 min和50～150 L/min氩气搅拌15～20 min,使钢中夹杂物数量进一步减少50%以上,并去除了钢中尺寸为30μm以上的夹杂物。     

120 t LF精炼过程搅拌强度对Q195低碳钢中大尺寸夹杂物数量的影响

采用"120 t BOF→LF→Ca处理→160 mm × 160 mm CC"工艺生产的Q195钢。示踪检验得出,当LF精炼过程氩气流量在300～600 L/min时,50 × 400 mm²检验面积中,铸坯中≥27 μm大尺寸夹杂物31个,主要来源于LF精炼渣卷渣、钙处理生成的CaS、水口内壁材质剥落和钢中内生大尺寸钙铝酸盐夹杂物,其中由LF精炼渣卷渣形成的大尺寸夹杂物所占比例为29.1%。通过精炼全程将氩气流量由300～600 L/min降低至100 L/min,发现可以显著降低精炼渣卷渣形成的大尺寸夹杂物数量,同样的检测面积≥27 μm夹杂物降至19个。     

120 t BOF-LF-CC流程生产20CrMo齿轮钢的工艺实践

Φ12~32 mm 20CrMo齿轮钢(/%:0.19~0.23C,0.48~0.58Mn,0.24~0.28Si,0.009~0.015P,0.003~0.012S,0.87~1.08Cr,0.17~0.18Mo,0.024~0.046Als)的生产流程为铁水脱硫-120 t顶底复吹转炉-LF-软吹-200 mm×200 mm方坯连铸-连轧工艺。结果表明,通过控制铁水[S]≤0.030%,BOF终点[C]≥0.08%,终点[P]≤0.012%,转炉出钢加0.6~1.0 kg/t铝块预脱氧控制LF精炼渣碱度3.5~5.0,连铸钢水过热度20~30℃,拉速1.1~1.4 m/min,开轧温度1 060~1 100℃,终轧≤900℃等工艺措施,钢中全氧含量为12.5×10^-6~22.5×10^-6,氮含量33×10^-6~40×10^-6,热轧材中心和一般疏松0.5~1.0级,热顶锻和力学性能满足标准要求,淬透性带宽△J₉ HRC值3.0,△J₁₅HRC值4.2。     

大容积无缝气瓶用4130X钢Φ600mm连铸圆坯研发

采用"铁水→提钒转炉→预处理脱硫→70 t转炉→LF→VD→圆坯连铸→缓冷"的工艺流程生产4130X钢(/％:0.31C,0.26Si,0.80Mn,0.008P,0.003S,0.99Cr,0.21Mo,0.005Ti,0.023Al)Φ600 mm铸坯.通过控制铁水中P≤0.140％,S≤0.070％;转炉提钒后采...     

120 t BOF-LF-VD-CC工艺生产GCr15轴承钢的氧含量控制

采用铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF-VD-φ180 mm连铸工艺生产GCr15轴承钢.统计分析了轴承钢转炉终点[C]对钢水氧活度的影响,LF精炼渣碱度对T[O]的影响,LF末钢中铝含量对VD过程铝损和T[O]的影响.通过控制转炉终点[C]≥0.06％、出钢用铝锰铁强化脱氧;控制LF离位时[Al]0.020％ ～0.040％,( FeO+MnO)≤1％,碱度2.8～4.5;VD软吹时间≥15 min,轴承钢中全氧含量为(6～12) ×10-6.     

石油套管钢Φ150～Φ200mm连铸圆坯的质量控制

采用120 t顶底复吹转炉-LF-VD-Φ150～Φ200 mm圆坯连铸流程,通过控制铁水有害残余元素含量,强化转炉前期脱磷,控制终点[C]≥0.10%,出钢钢包渣厚≤50 mm,控制精炼终渣(FeO+MnO)≤1.0%,提高VD过程底吹氩流量至200～300 L/min,连铸全程保护浇注等措施,天钢完成J55(37Mn5),L80(TC80,0.24%～0.28%C,1.40%～1.55Mn),N 80(36Mn2V)和P 110(26CrMo4)级石油套管钢连铸圆坯的开发生产。生产结果表明,J55钢级的全氧含量≤25×10-6,P≤0.020%;N80、LS0和P110级别的全氧含量≤20×10^-6,P≤0.015%;残余有害元素(Pb+Sn+As+Sb+Bi)≤140×10^-6,夹杂物总量≤2.5级,圆管坯的中心疏松和缩孔等分别≤1.0级。     

合金工具钢S2盘条的开发

通过80 kg真空感应炉试验及Gleeble 3800热模拟试验机测试了连续冷却相转变（CCT）曲线,设计了S2钢的化学成分（/%:0.630.69C,1.001.20Si,0.400.60Mn,0.200.40Cr,0.400.50Mo,0.150.25V,0.100.30Ni,0.0100.030Nb,≤0.015P,≤0.010S）,并进行120t BOF-LF-VD-300 mm×390 mm方坯连铸-开坯-高线轧制-斯太尔摩控冷流程的工业性生产。通过铁水脱硫,铁水硫含量≤0.010%,BOF终点[C]0.10%0.30%,[P]≤0.012%,钢水终点温度1620~1660℃,BOF出钢采用Si-Mn预脱氧,LF精炼渣（/%:8~10MgO,44~45CaO,5~10SiO₂,25~35Al₂O₃,LF精炼结束喂钙线,连铸钢水过热度≤25℃,拉速0.65m/min和轧制控冷等工艺措施,成功开发了合金工具钢S2盘条。检验结果表明,Φ8mm热轧盘条奥氏体晶粒度为8.5~9.0级,脱碳层厚度≤0.5%D,热轧盘条HRC硬度值50,同卷HRC硬度值波动小于6,各项性能满足技术要求。