LF精炼炉渣系工艺优化

主要介绍了莱钢炼钢厂窄带钢生产线通过综合考虑LF精炼炉渣的渣料配比、硫容量、黏度,并结合生产实际,选择合理的渣系,优化造泡沫渣工艺条件,提高了精炼渣对夹杂物的捕捉能力及顶渣埋弧效果,促进了快速脱氧、脱硫及夹杂物的去除,进一步净化了钢水。     

钢轨内伤成因分析

文章通过分析伤轨的夹杂物的来源、组分及成因,并对比可能导致夹杂产生的保护渣、中包覆盖剂、大包覆盖剂和精炼渣的组分,明确了夹杂物来源,通过进一步分析工艺过程找到了夹杂物的形成原因。     

应用合成渣洗工艺冶炼硬线钢的分析与讨论

硬线钢的冶炼在转炉出钢后采用LF精炼来控制钢水品质,是一种较为成熟的冶炼工艺,钢的洁净度能满足硬线钢品质的要求,但该工艺冶炼周期长、成本高。为了最大限度降低硬线钢生产成本、提高生产率,提出了采用合成渣洗工艺冶炼硬线钢。本文介绍了硬线钢的成分以及夹杂物的尺寸、分布、形态的要求,探讨了合成渣洗工艺中通过造合适的精炼渣、钢包底吹氩、喂线等手段控制硬线钢的成分、夹杂物性质以及夹杂物的去除。合成渣洗工艺能实现夹杂物的塑性化及去除夹杂物,应用合成渣洗工艺冶炼硬线钢理论上是可行的。     

精炼渣碱度对304不锈钢夹杂物的影响

结合生产实际,采用定量金相和SEM+EDS统计分析方法,研究了硅脱氧条件下,精炼渣碱度对304奥氏体不锈钢在LF精炼、连铸过程夹杂物变化规律的影响。结果表明:钢水中主要形成球状CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂,适当高的精炼渣碱度有利于钢中细小夹杂物的形成。随精炼渣碱度的提高,复合夹杂物中CaO含量增加,SiO2含量减小,Al2O3含量变化不大。现场条件下,由FeSi合金带入钢中的Al形成的Al2O3对复合夹杂物的塑性变形影响较大。在精炼渣碱度分别为1.0和1.5时,铸坯复合夹杂物中Al2O3质量分数为25%左右,夹杂物的变形能力稍弱。     

低碳低硅铝镇静钢热轧板卷表面夹渣缺陷分析与控制

通过对低碳低硅铝镇静钢板卷表面夹渣缺陷电镜分析,确定夹渣物质主要为钢水夹杂物和连铸用保护渣两类。从转炉冶炼终点氧位控制、LF精炼冶炼喂线和底吹氩气过程控制以及连铸用浸入式水口和保护渣优化等方面入手,提高钢水纯净度,减少连铸保护渣卷入,降低了热轧板卷表面夹渣缺陷产生。     

精炼渣对SUS444铁素体不锈钢中夹杂物的影响

在1 873K,MgO坩埚内进行了VOD精炼渣与SUS444铁素体不锈钢之间的脱氧平衡试验,考察了精炼渣对不锈钢中T.O含量及夹杂物组成、数量和尺寸分布的影响。结果表明,脱氧终点钢中w(T.O)=0.006 3%~0.007 4%,提高精炼渣碱度,降低渣中Al2O3的活度,有利于降低钢中T.O含量。精炼渣碱度增加,试样中单位面积夹杂物的个数及夹杂物的平均面积分数都减小。降低渣中Al2O3含量,夹杂物平均粒径也降低。加入脱氧合金后,钢中夹杂物主要为Al2O3、MgO·Al2O3及含有少量SiO2、MnO的复合氧化物;钙处理后,钢中夹杂物主要为球形的MgO·Al2O3-CaO。随着精炼渣中a(MgO)/a(Al2O3)的增加,MgO·Al2O3夹杂物中xMgO/xAl2O3随之增加。根据试验,R=3.5、w(Al2O3)=10%、w(MgO)=10%、w(CaF2)=5%的精炼渣具有良好的精炼效果。     

QD08钢中Ds类夹杂物形成原因及控制

 QD08钢因其特殊的工作环境,要求具有较高的抗疲劳特性,而Ds类夹杂物是削弱QD08钢抗疲劳性能的主要原因。为了探究Ds类夹杂物的形成原因及调控方法,解决Ds类夹杂物超标问题,对该钢种炼钢-精炼-连铸全流程进行取样分析。分析结果表明,影响QD08钢疲劳性能的Ds类夹杂物主要成分为CaS-Al₂O₃-MgO-CaO,其尺寸在15~30 μm范围内波动,主要在LF精炼钙处理操作后开始出现。QD08钢中Ds类夹杂物是以钙镁铝酸盐为核心骨架,外围包裹CaS而形成的。结合夹杂物的成分分布,确定了钢中钙含量高不利于QD08钢中Ds类夹杂物的控制,被改性后的夹杂物熔点低,与钢液润湿性强而难以穿过钢渣界面进入到渣中,且夹杂物在钢液中易聚合长大,造成夹杂物尺寸的增加,为Ds类夹杂物的形成提供了条件。提出在精炼环节采用高氧化钙溶解度精炼渣和微钙处理工艺优化方案,并进行了工业验证试验。通过微钙处理保证了必要的夹杂物改性,可防止水口结瘤,配合减小中间包液面的波动,控制合适的拉坯速度,可避免钢包下渣和卷渣现象的发生。控制更多的夹杂物成分分布在非液相区,抑制了夹杂物的碰撞长大,使得Ds类夹杂物等级降低。试验结果表明,QD08钢中影响其疲劳性能的Ds类夹杂物得到了控制,初检合格率由93.6%提高至98.0%,为企业带来了直接的经济利益。     

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。     

RH精炼工艺对无取向硅钢MgO·Al2O3夹杂物演变影响及控制

 基于BOF→RH→CSP生产工艺,研究了RH精炼过程钢中夹杂物类型演变及MgO?Al2O3夹杂物形成规律,同时对MgO?Al2O3夹杂物的形成条件进行了热力学计算,借助CFD数值模拟软件研究了RH精炼过程卷渣行为。研究发现,RH精炼过程20和30 min时,[w([MgO])/w([Al2O3])]为0.005～0.020,未发现MgO?Al2O3夹杂物;RH出站后夹杂物[w([MgO])/w([Al2O3])]为0.3～0.5,且RH精炼结束后MgO?Al2O3夹杂物占夹杂物总量的58.4%;另外,RH精炼过程钢液表面速度CFD模拟结果为0.57 m/s,大于临界卷渣速度0.45 m/s,且顶渣成分与夹杂物成分相近,存在卷渣现象。热力学计算表明,钢液与炉渣平衡时钢中[w([Al])]为0.31%～0.37%,[w([Mg])]为0.000 24%～0.000 28%,在MgO?Al2O3生成区域之内。减少RH处理过程卷渣,浇铸过程下渣及控制顶渣和包衬相中MgO质量分数可抑制MgO?Al2O3夹杂物形成。     

GCr15轴承钢夹杂物缺陷分析及改进

研究了转炉生产GCr15轴承钢铸坯的夹杂物、T[O]变化,铸坯中的夹杂物主要来自VD炉脱气和浇铸过程,钢材缺陷处的夹杂物主要是由Ca-Al-Mg等组成的复合夹杂物。通过控制精炼过程渣,优化精炼后期配电、氩气搅拌和碳化硅加入制度等措施,GCr15钢材的平均T[O]下降了8.45%,钢材缺陷率降低了0.26%,效果非常显著。     

高碳钢精炼造渣工艺优化实践

针对高碳钢系列存在的拉拔脆断问题,通过LF炉顶渣碱度控制的研究,引进低铝预熔精炼渣,优化转炉脱氧工艺,有效降低高碳钢中脆性夹杂物的含量,改善钢水中脆性夹杂物数量及形态。将转炉无铝化终脱氧、精炼渣系和吹氩工艺相结合,并在连铸过程全保护浇注,实现全过程洁净化生产,有效控制氧、氮含量,显著减少大型夹杂物,夹杂物级别低于1.0级,用户反馈产品质量良好,满足金属制品企业的要求。     

ER70S-6焊丝钢LF脱氧与夹杂物控制

通过热力学计算和工厂试验研究了ER70S-6钢LF精炼过程中钢水脱氧和夹杂物的控制。用扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)分析了钢水中夹杂物的形貌、成分和尺寸。计算结果表明:Si-Mn合金脱氧后,钢水中的溶解氧质量分数在40×10-6以上;通过控制钢包渣的成分可将钢水中的溶解氧质量分数降到10×10-6以下。试验结果表明:在精炼过程中钢水中大于20μm的夹杂物比例从22.3%降到6.1%;精炼结束后钢水中的夹杂物主要为球形的CaO-Al2O3-SiO2-MnO-Ti2O3夹杂物,89.8%的夹杂物熔点都小于1 600℃。生产数据显示:成品中w(T.O)平均为24.5×10-6,满足下游客户的要求。     

精炼渣对轴承钢中氧含量和夹杂物的影响

采用MoSi₂电阻炉在MgO质坩埚内进行了精炼渣成分(%:47～64CaO、13～23SiO₂、15～25Al₂O₃、5～10MgO、0～8CaF₂;CaO/SiO₂=2.0～4.5)对0.95%C-1.50%Cr GCr15轴承钢中氧含量和夹杂物的影响的实验研究。实验中发现,随精炼渣碱度CaO/SiO₂由2增加至4.5,钢液中的终点全氧含量由20×10^-6降至11×10^-6,夹杂物的总数量、总面积和平均半径减小。适当提高Al₂O₃含量或添加CaF₂,减少MgO含量,可以显著提高炉渣吸附夹杂物的速度和能力。低碱度渣精炼的钢液中夹杂物成分含有≥20%SiO₂,塑性较好,夹杂物的尺寸为15～20μm。高碱度渣精炼的钢液中典型的夹杂物是氧化铝和铝镁尖晶石等脆性夹杂物,尺寸≤5μm。     

轴承钢精炼中大型夹杂物来源的示踪

 为了控制轴承钢中大型夹杂物,采用在LF精炼初渣中添加示踪剂的方法, 确定轴承钢大型夹杂物的来源。 初期脱氧夹杂一直悬浮在钢中,未与炉渣接触,不含BaO成分,在钢中残留量占全部氧化物夹杂的10%～15%;内生夹杂由渣钢反应生成,随精炼进行,含BaO夹杂的比例升高。无渣冶炼如RH可抑制该类夹杂生成,在钢中残留量约占25%～40%;卷渣夹杂由钢渣搅动生成,绝大多数含有BaO成分,随精炼进行尺寸逐渐减小,残留在钢中的比例约占50%～60%。因此,降低钢中大型夹杂物的技术措施是严格控制脱氧前钢水的氧活度[aO,]降低[w(T[O]);]尽可能避免或减弱渣钢反应强度,或降低精炼渣的还原势;优化钢水搅拌强度,减少卷渣并促进微细夹杂物聚合上浮。     

大方坯连铸42CrMoAH钢皮下夹杂物控制

 针对苏钢42CrMoAH钢大方坯（260mm×340mm）浇注存在的铸坯皮下夹杂物问题,分析了夹杂物的主要类型及其来源,研究了精炼渣组成对钢洁净度的影响,同时讨论了连铸工艺条件对铸坯皮下40mm以内的夹杂物数量、尺寸、组成的影响。研究表明：铸坯中的夹杂物主要来源于以A12O3为主的脱氧产物及以MnO·Cr2O3,FeO·Cr2O3等尖晶石类为主的二次氧化产物;由于精炼渣吸收A12O3夹杂物能力不足,再加上拉速低等因素导致结晶器内钢液上循环流弱,不利于脱氧及二次氧化产生的微小夹杂物在结晶器内碰撞聚合后上浮、排除,以致铸坯中尺寸为20~50μm的夹杂物达到总量的45%左右;采取提高精炼渣炉渣碱度、w(CaO)/w(Al2O3)值,及采用双侧孔型水口以加强结晶器内上循环流等措施后,铸坯皮下20~50μm的夹杂物降低了64%。     

1000MW级汽轮机转子锻用钢精炼渣系的设计

针对1 000 MW级汽轮机转子锻用钢的低硅低铝和钢种夹杂物要求高的特性,对LF精炼和VD真空精炼熔渣进行了研究。结合相图,并通过渣样分析,发现采用CaO、CaF2作造渣材料,精炼渣位于高熔点区域。真空处理前在新设计的精炼渣系中添加5.0~6.0 kg/t的硅石,通过降低碱度来改善精炼渣的性能。真空处理后精炼渣处于低熔点区域,吸附夹杂物的能力强。新设计的精炼渣冶炼的百万千瓦级汽轮机转子锻用钢非金属夹杂物≤1.0级。     

SWRH82B硬线钢CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物塑性化控制的生产实践

为了研究SWRH82B硬线钢通过控制精炼渣的组成实现夹杂物塑性化的可行性,通过对炼钢过程中各工序的精炼渣和钢液进行取样,并对精炼渣成分、钢液总氧含量以及夹杂物的形貌、尺寸、成分等进行检测分析。结果表明,采用无铝化脱氧,并将精炼渣的碱度控制在0.8~1.2,Al2O3质量分数控制在10%以下时,能使CaO- Al2O3- SiO2系夹杂物成为塑性夹杂物;钢水经过RH真空精炼后夹杂物尺寸变大,并且夹杂物的Al2O3质量分数降低,SiO2质量分数升高,通过相关检测分析了造成此现象的原因,并提出了改进措施。     

弹簧钢LF精炼渣系优化与工业试验

用氮氧分析、荧光分析、扫描电镜-能谱等方法 ,对某厂"100 t EAF→LF→VD→CC"工艺流程条件下生产的弹簧钢进行了T.O含量、精炼渣成分以及铸坯中夹杂物的形貌、尺寸和成分分析;在此基础上,应用FactSage热力学计算软件进行热力学计算,对精炼渣进行优化研究。结果表明:优化后的精炼渣系的主要成分为:w(CaO)=36%~44%,w(SiO2)=36%~44%,w(Al2O3)10%,w(MgO)=9%~11%;碱度R=0.8~1.2,同时使用该渣系进行工业试验,夹杂物的塑性得到极大的改善,进入低熔点区的夹杂物比例由改进前的12.5%增加至75%,且平均尺寸减小到1.48μm,未观察到大于2.5μm的夹杂物。     

精炼渣碱度对弹簧钢夹杂物的影响研究

为了评价不同精炼渣对弹簧钢中夹杂物数量、组成、尺寸及形态的影响,在EAF→LF→RH→CC工艺流程下,设计了两种不同渣系,通过全氧分析、渣样分析、夹杂物分析等手段评价了两种精炼渣全氧及夹杂物控制水平。研究表明,相对于低碱度渣(1.0),高碱度渣(1.7)有利用钢水脱氧、脱硫,钢水全氧含量更低;不同碱度情况下,钢中夹杂物类型基本相同,主要由MnS、CaO-SiO_2-Al_2O_3、Al_2O_3-MgO、CaS-MnS、TiS-MnS等夹杂物所组成,低碱度精炼渣钢中MnS与CaO-SiO_2-Al_2O_3夹杂物数量显著多于高碱度精炼渣;高碱度渣的钢中A类、B类和D类夹杂物控制更好;从夹杂物控制水平考虑,采用碱度1.7的精炼渣更为合适。     

轴承钢中TiN夹杂的形成机理及控制措施

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂轴承钢中存在大颗粒TiN夹杂物的问题,分析了TiN夹杂析出的热力学条件。通过优化转炉及精炼操作、加强连铸保护浇铸、控制钢铁料及合金料中的钛含量、优化钢中酸溶铝及精炼渣中氧化钛的含量,最终将轴承钢中的氮含量由0.0050%降至0.0038%,钛含量由0.0045%降至0.0013%。