CaO-SiO2-MgO-Al2O3系精炼渣的活度计算模型

精炼渣系对钢中夹杂物的演变与去除有着重要影响,渣金反应导致铝脱氧钢中大量形成MgO-Al_2O_3夹杂物,危害钢材的表面质量与疲劳性能.为了降低渣中MgO的反应性,文中依据分子离子共存理论,建立了CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3系精炼渣的活度计算模型,利用该模型,计算分析了渣中MgO含量、SiO_2含量、CaO/Al_2O_3和CaO/SiO_2对渣中MgO活度的影响规律.结果表明,增加Si O2含量可显著降低MgO活度.当MgO含量为10%时,控制CaO/Al_2O_3小于1和CaO/SiO_2小于0.6可有效降低MgO活度.     

杭钢高炉炉渣的冶金性能

杭钢炉渣属短渣型,其自由流动温度为1320～1325℃,并与实际渣温相差100～150℃,较能经受炉温波动。渣中MgO,Al_2O_3对自由流动温度影响显著,而CaO/SiO_2甚微。1400℃时CaO/SiO_2,Al_2O_3MgO对粘度影响大,1500℃时前两者的作用变得很小。故渣温较低时,为使炉渣有足够的流动性,低Al_2O_3、低MgO或低碱度操作是不适宜的。杭钢条件下,炉渣的主要职能是稳定炉况、保证脱硫。抑制炉内硅的迁移过程主要靠其它措施,其中包括提高终渣碱度,使中间渣吸收SiO的能力增强。降低铁水含硅量主要受渣温降低、脱硫变差的制约。     

转炉初渣熔点正交试验

用正交试验法配制一系列多元渣系,测定这些渣系的熔点,最低的达到1272℃,所以合理选择含有多种组份的初渣,对初渣熔点的降低十分有利。影响初渣熔点的主要因素是CaO/SiO_2、MgO和Al_2O_3,次要因素是Fe_2O_3/ΣFeO、(CaO+0.7MgO)/ΣFeO、MnO和CaF_2。用Al_2O_3取代CaF_2的助熔作用是有意义的。     

高铝精炼渣对重轨钢中夹杂物的影响

本文以国内某厂重轨钢U71Mn为例,开展了不同Al_2O_3质量分数精炼渣对重轨钢中夹杂物的影响研究.研究结果表明:在实验室条件下,钢中全氧质量分数随着精炼渣中CaO/SiO_2的增加逐渐降低,钢中夹杂物的平均直径随渣中Al_2O_3质量分数的增加先减小后增大.夹杂物中氧化铝质量分数随着渣中Al_2O_3质量分数降低而降低,当渣中Al_2O_3质量分数低于30%时,精炼渣中Al_2O_3质量分数对夹杂物中氧化铝质量分数影响不大.试样中较大尺寸夹杂物均是以Al_2O_3·MgO为核心的包裹型夹杂,部分试样在Al_2O_3·MgO外侧包有少量的SiO_2,并随着渣中CaO/SiO_2值增加而逐渐减少.夹杂物最外侧为硫化物包裹层,且随着CaO/SiO_2增加包裹范围逐渐变小.     

造渣制度对石油套管钢37Mn5脱硫率的影响

分析了石油套管钢37Mn5的精炼渣碱度w(CaO)/w(SiO_2),Al_2O_3和CaF_2、w(FeO)质量分数对37Mn5钢脱硫效果的影响。结果表明,随渣中w(CaO)/w(SiO_2)增加,脱硫率先增后减;随渣中w(FeO)降低,脱硫率明显增大;随渣中CaF_2质量分数增加,脱硫率先增后减;渣中Al_2O_3含量在9-14%时炉渣脱硫效果较好。实验优化的最佳脱硫渣系组成为(CaO)/w(SiO_2)=2.9-3.2,w(MgO)=5.5%,(FeO+MnO)1%,w(CaF_2)=4%~7%,w(Al_2O_3)=15%。     

高炉氧化镁渣的选择研究

本文用混料回归设计来进行高炉MgO渣性能的研究。MgO对熔化性温度的影响由Al_2O_3决定。碱度和MgO量的增加,使炉渣熔化性温度升高。对一定的Al_2O_3相应有一最大允许MgO量。CaO和MgO对脱硫效果的置换关系由SiO_2来决定。当SiO_2>41.1％,用MgO代替CaO,L_s增大,反之则不然。高炉合适MgO渣可根据高A1_2O_3、高MgO,高Al_2O_3、低MgO,低Al_2O_3、高MgO等生产条件配合选定。     

超低硫钢精炼最佳渣组成研究

本文分别从碱度、渣脂数、光学碱度及渣氧化性方面研究了CaO(MgO)—SiO_2—Al_2O_3渣系的脱硫能力,结果得到:①碱度和渣指数对脱硫的影响是相互作用的,单纯控制某一参数达不到最佳效果,二者应当匹配起来;②光学碱度为0.81左右或渣组成为58～64％CaO(MgO)—8～12％SiO_2—24～28％Al_2O_3为较适宜的最佳渣组成,③控制％FeO十MnO<0.6％对精炼％S<10ppm的超低硫钢是必要的。     

RH浸渍管粘渣形成原因及解决办法

通过成分和物相分析,探讨了硅钢冶炼过程RH浸渍管表面粘渣的形成原因,提出优化RH精炼渣成分的改进措施并开展了生产试验进行验证。结果表明:粘渣成分与RH终点渣成分相似,主要由Al_2O_3,CaO,Fe_xO_y,SiO_2和MgO等组成,形成的主要物相为铁铝尖晶石和钙铝黄长石;粘渣由高黏度、高熔点的RH精炼渣粘附在浸渍管上不断累积长大形成;增加RH炉渣中CaO含量,提高炉渣中CaO/Al_2O_3的含量比值,可降低炉渣的黏度和熔点,避免浸渍管表面粘渣的形成和长大。     

12Mn钢精炼渣CaO/Al_2O_3值优化

通过对12Mn钢精炼渣渣系进行调整,优化CaO/Al_2O_3值使得渣系脱硫率提高,熔化温度降低,钢中氧含量降低。结果显示CaO/Al_2O_3值由调整前的平均值3.29降到了1.64,使得熔点降低进而提高脱硫率;最终通过脱硫率和钢中氧含量验证了CaO/Al_2O_3值在1.4～1.7时效果最佳。该研究对12Mn钢精炼渣系调整具有重要指导意义。     

316L不锈钢LF精炼过程夹杂行为热力学分析和工艺优化

采用热力学计算方法得出316L不锈钢(/%:0.02C,0.51Si,1.15Mn,0.030P,0.001S,16.77Cr,10.12Ni,2.07Mo,0.040N,0.006Ti,0.004A1)精炼过程中脱氧平衡后形成MgO·Al_2O_3、2MgO·SiO_2、3Al_2O_3·2SiO_2、2NgO·2Al_2O_3·5SiO_2优势区图,研究和分析了各类夹杂物生成与转变的热力学条件。结果表明,在1 873 K时,当钢液中的溶解Al含量低于0.001%和溶解Mg含量低于2×10~(-7)%时才能形成低熔点变形能力较好的2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2类夹杂物;当钢液中溶解Al含量在1.7×10~(-4)%以下,钢液中不形成MgO·Al_2O_3尖晶石夹杂;2MgO·SiO_2与3Al_2O_3·2SiO_2类高熔点夹杂物形成区域最大。实践表明,加Ca对高熔点夹杂物2MgO·SiO_2与3Al_2O_3·2SiO_2变性处理的热力学条件充足,当316L不锈钢180 t LF钢液溶解氧为0.002 0%,进行喂硅钙线2 m/t,精炼终点[O]为0.001 5%,2 mm冷轧板夹杂物为C类0.5~1.0级,主要成分为CaO·Al_2O_3·SiO_2。     

不同碱度低氧化铝精炼渣对弹簧钢夹杂物成分的影响

为了优化55SiCrA弹簧钢中夹杂物的组成和形态,采用热力学软件Factsage分别研究了CaO、SiO_2含量对CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO与CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO系相图低熔点区域面积的影响,研究结果表明:随着CaO和SiO_2含量的增加,CaO-SiO_2-Al_2O_3-MnO系相图低熔点区域面积分数逐步增大;在CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO系中,当CaO的质量分数为40%,SiO_2的质量分数为50%时,对应相图的低熔点区域面积最大。同时,研究了不同碱度的精炼渣对钢样中夹杂物的影响,结果表明:当精炼渣的Al_2O_3含量相同时,随着精炼渣碱度的增大,夹杂物中Al_2O_3的含量不断增加,其成分逐渐偏离低熔点区域。当精炼渣中Al_2O_3的质量分数为8%,碱度为1.2时,可得到低熔点的塑性夹杂物,形貌多为球形,尺寸在5μm以下。     

炉渣反应平衡对钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究

高强度低合金钢为了控制钢中硫含量,生产过程中采用高碱度、低氧化性精炼渣,致使钢中生成尺寸较大的塑性夹杂物,严重影响钢材质量。炉渣组成对钢中夹杂物有很大影响,文章介绍了采用钢-渣平衡的方法对五种渣系(不同CaO/SiO_2和Al_2O_3%)钢中总氧和非金属夹杂物影响的研究。结果表明,钢-渣反应平衡后,顶渣中Ca O/SiO_2在1.93~4.54,Al_2O_3 %在21%~30%;钢中T.O在7×10~(-6)~19×10~(-6);钢中夹杂物呈球形,绝大多数尺寸在5μm以下,类型为Al_2O_3-Si O2-CaO-MgO系,部分夹杂物中含有少量MnO。当顶渣中Al_2O_3含量一定时,随着顶渣中(CaO+MgO)/SiO_2提高,T.O下降;夹杂物中MnO含量降低,CaO/Al_2O_3增加。当顶渣CaO/SiO_2一定时,随着渣中Al_2O_3含量的提高,T.O增加;夹杂物中Al_2O_3含量增加,CaO含量也相应增加,CaO/Al_2O_3变化不大,约在1,夹杂物中MgO含量和MgO/Al_2O_3下降。随着钢中T.O含量的增加,夹杂物的数量呈上升的趋势;钢中出现大尺寸夹杂物的几率增加。     

锰硅合金冶炼采用高Al2O3炉渣的研究

本文介绍了上海铁合金厂冶炼锰硅合金的渣型,并通过大量生产数据的统计分析,探讨了渣中 MnO 含量与炉渣碱度、Al_2O_3含量等因素间的关系。实测了炉渣的熔点、熔化速度和粘度。提出了冶炼锰硅合金的高 Al_2O_3炉渣的渣型是:CaO 23—27%、MgO 6—8%、SiO_2 33—37%、Al_2O_3 18—21%、三元碱度(CaO+MgO)/SiO_2 0.7—0.9、含氟2—3%。     

低钛高炉渣排碱能力研究

针对某钢厂高炉低钛渣系的排碱能力进行试验,研究w_(CaO)/w_(SiO_2)、w_(MgO)、w_(Al_2O_3)、w_(TiO2)以及初始碱含量对炉渣排碱能力的影响。结果表明:随炉渣w_(CaO)/w_(SiO_2)的提高,炉渣中w_(MgO)和初始碱含量的增加,高炉渣的排碱能力都逐渐降低;随炉渣中w_(Al_2O_3)的提高,炉渣的排碱能力逐渐增强;炉渣的排碱能力随w_(TiO_2)的增加有小幅度的降低。建议高炉生产应适当的降低炉渣w_(CaO)/w_(SiO_2),炉渣的w_(CaO)/w_(SiO_2)应保持在1.05到1.10左右;适当降低w_(MgO),炉渣w_(MgO)含量保持在7%~8%左右;适当增加w_(Al_2O_3),降低w_(TiO_2);减少碱金属的入炉量,降低高炉碱负荷。     

12CaO·7Al_2O_3无氟预熔精炼渣脱硫的试验研究

在试验室条件下,对12CaO·7Al_2O_3的预熔工艺和12CaO·7Al_2O_3基精炼渣脱硫能力进行了研究。效果显示:CaO和Al_2O_3按分子比12∶7混合,经预熔温度1 520℃处理后,可获得12CaO·7Al_2O_3精炼渣。12CaO·7Al_2O_3预熔精炼渣,随温度的升高、渣量的增加和处理时间延长,脱硫率相对增大,12CaO·7Al_2O_3无氟精炼渣合适的加入量4%,处理温度1 590℃,处理时间15min。     

低钛高炉渣制备LF精炼渣及其脱硫性能与实验研究

为了解决低钛高炉渣资源利用的问题,将低钛高炉渣进行脱硫后配加一定比例的CaO和Al_2O_3制备LF精炼脱硫渣,并采用热力学计算、实验仪器测量和模拟实验等方法对所制备的LF精炼渣的脱硫能力、熔化性能和脱硫效果进行了研究。低碱度(1.8)、低Al_2O_3(10.0%)的LF精炼脱硫渣的硫容量和硫分配比略低Ls,分别为0.0027、10.05。高碱度(≥3.5)、高Al_2O_3(≥15.0%)的LF精炼脱硫渣的硫容量和硫分配比Ls分别在0.0091和268.49以上,并且均具有较为适宜的熔化性能,黏度和熔点分别均在0.120 Pa·S和1517℃以下,满足LF炉精炼的需求。在FeSi或Al脱氧的条件下,钢水的脱硫率和硫分配比分别在51.43～85.54%和9.36～50.33之间,采用低钛高炉渣配加CaO、Al_2O_3制备LF精炼脱硫渣可以取得较好的脱硫效果。     

60t LF精炼终点GCr15轴承钢中氧化物夹杂特性的研究

通过电弧炉出钢加铝铁、硅铁脱氧,LF精炼初渣的组分为(/%:27.39~37.34Al_2O_3,38.42~38.68CaO,14.20~18.38SiO_2,8.50~10.72MgO,0.82~0.89FeO,0.27~0.33MnO,0.69~0.74S,0.66~0.75TiO_2,(CaO)/(SiO_2)=2.09~2.72,(CaO)/(Al_2O_3)=1.04~1.40),LF终点T[O]为0.001 2%~0.0019%,T[N]为0.004 3%~0.005 0%,[Ti]0.002%和[Ca]0.006%~0.009%。GCr15轴承钢LF精炼终点氧化物夹杂分析结果表明,钢中主要氧化物夹杂为镁铝尖晶石(MgO·Al_2O_3)和钙镁铝尖晶石氧化物(CaO·MgO·Al_2O_3)。镁铝尖晶石平均尺寸低于0.5μm,当有MnS、TiN等在其上析出后平均尺寸增大。钙镁铝尖晶石平均尺寸通常在2μm以上,在精炼温度下呈液态,易在钢中聚集长大,其尺寸(1.39~2.12μm)比固态的钙镁铝尖晶石-MnS夹杂物大,且更被精炼渣吸收并上浮去除。随着精炼过程钢液中的硫含量降低,以这两类尖晶石为核心的含MnS的复合夹杂物的平均尺寸降低。适当降低精炼终点渣中MgO的含量、光学碱度和黏度可以减少钢中夹杂物的数量并降低其平均尺寸。     

铝渣复合脱硫剂在KR铁水脱硫过程中的应用

KR脱硫反应过程中使用纯石灰脱硫剂会生成高熔点硅酸钙覆盖在CaO颗粒表面阻碍脱硫反应进行,以往采用加萤石方法生成低熔点的共晶化合物来解决该问题,但会侵蚀炉衬,且污染环境。使用铝渣后,Al可以和CaO中被置换出的O结合生成Al_2O_3,促进脱硫反应进行,并且可以减少高熔点硅酸钙的生成量。利用工业试验研究加入铝渣对铁水脱硫反应的影响,并利用热力学计算阐述其作用机理。结果表明:加入铝渣后,脱硫反应开始阶段生成Al_2O_3和CaS,随着反应深入,生成的Al_2O_3与CaO结合生成钙铝酸盐,反应产物按照"Al_2O_3→CA6(CaAl_(12)O_(19))→CA_2(CaAl_4O_7)→CA(CaAl_2O_4)→C_3A(Ca_3Al_2O_6)"路径依次生成转变。铝渣中的金属铝可以降低铁水氧势,促进脱硫反应进行,并且铝渣中的Al_2O_3会和CaO反应生成低熔点的钙铝酸盐。使用铝渣后铁水硫质量分数均值可降至4.6×10~(-6),硫质量分数低于10×10~(-6)的比例提升至81.9%。     

100t LF精炼渣碱度和Al_2O_3含量对65Mn钢夹杂变质和去除效果的影响

100 t LF原精炼终渣(/%:53.8CaO,8.16MgO,16.6SiO_2,17.45Al_2O_3,1.44TFe,1.26S,R3.08)优化成终渣(/%:51.3CaO,6.36MgO,25.0SiO_2,6.73Al_2O_3,2.96TFe,0.76S,R2.05)后,通过降低碱度和渣中Al_2O_3含量,65Mn钢(/%:0.63~0.65C,0.19~0.22Si,0.92~0.96Mn,0.005~0.006S,0.021~0.022P,0.003 5~0.0037T[O])中的夹杂物当量个数由18.4个/mm~2减少到11.3个/mm~2,其平均直径由8.4μm减小到4.5μm。相比原精炼渣系,采用优化渣系的65Mn在LF出站时的钢中Al_2O_3由5.9个/mm~2降低到1.7个/mm~2;其CaO-SiO_2-Al_2O_3和CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO复合夹杂物中Al_2O_3含量由38.3%~44.7%降低到17.5%~28.7%。B类Al_2O_3夹杂物不合格的卷数由6%降至3%。     

南钢高炉炉渣适宜成份的研究和探讨

通过对南钢高炉生产渣样的现场统计和实验室研究,探讨了南钢高炉渣的熔化性、流动性和脱硫能力。针对南钢高炉渣实际脱硫系数较低,确定南钢高炉渣的适宜组成是(CaO/SiO_2)1.07,(MgO)10％及(Al_2O_3)10％。