高钒钛铁水冶炼超低碳超低硫钢生产实践

鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司采用高钒钛铁水冶炼超低碳超低硫钢时,为了降低钢中的硫含量,采取了"两扒一脱"控制入炉硫含量、终点出钢温度控制在1 690℃、炉渣碱度控制在3.0～4.0、终渣中TFe含量控制在21%以下等措施,将超低碳超低硫钢种的硫含量稳定控制在0.004 5%以下,提高了该钢种铸坯的质量。     

在CS-244碳硫测定仪上进行超低碳硫分析的探讨

随着科学技术的发展,超低碳或超低硫的材料日益增多,正确地分析超低硫超低碳无疑对生产这些材料是至关重要的。然而金属材料中的超低碳和超低硫的分析历来是比较困难的问题,人们虽然做过大量工作,但多数方法仍不够理想,自高频燃烧-红外检测方法问世以来,从它在常量碳硫测定中应用的情况来看,该法灵敏度和精度比较高,似可用于超低碳和超低硫的分析,值得探讨。为此我们进行了以下工作。试验证明,LECO GS-244红外碳硫测定仪测定超低碳硫(pom)试样,效果甚佳,精度可达±2     

超低碳超低硫钢控硫工艺研究

介绍了首钢股份公司迁安钢铁公司在冶炼超低碳超低硫钢过程中工艺、操作等方面的经验,并试验对比低硫钢和超低硫钢对硫含量的控制,得出了硫含量的控制工艺路线,成品w(S)≤0.003 5%的过程能力指数由0.85提高至1.13。通过铁水预处理、转炉主副原料控制、生产计划优化、出钢渣洗、RH脱硫等措施可将低硫钢种90%板坯成品w(S)控制在0.003%以内,与低硫钢种RH工序前均采取相同工艺的前提下,不同的是在RH合金化后,加入脱硫剂将钢液w(S)从0.002 6%降低至0.001 4%,最终超低硫钢成品w(S)全部控制在0.002%以内。     

低硫低碳钢LF冶炼过程控碳实践

南钢板材低硫低碳([S]≤0.0020%、[C]≤0.070%)钢,主要是管线钢、低温容器和超高强船板等高附加值钢。对碳、硫的特殊要求,需要转炉低碳低硫出钢,LF炉进一步深脱硫,导致加热时间长电极增碳严重,超低硫和低碳控制形成了矛盾。本研究以现场数据分析为基础,充分发挥LF炉处理过程冶金动力学和热力学条件,通过优化LF炉过程电极处理模式和钢包底吹流量模式,使LF炉冶炼低碳低硫钢过程,在保证硫含量稳定控制的同时,过程增碳稳定控制在0.0020%以内。     

硅钢超低硫工艺优化及控制实践

分析了冶炼超低硫硅钢时,转炉回硫的主要影响因素。结果表明,铁水初始硫含量、脱硫后残余渣量和原辅材料硫含量是影响回硫的主要因素。通过优化生产硅钢所用的原辅材料标准,改进铁水脱硫扒渣操作,转炉回硫量得到有效控制,使硅钢成品硫含量小于等于0.004%的比例由31.6%提高到98.4%,实现了超低硫硅钢的稳定生产。     

超低硫管线钢硫含量控制实践

结合唐山钢铁集团公司超低硫管线钢试验生产实践,介绍了全流程硫含量控制技术,指出了超低硫冶炼的关键控制点在铁水预处理和精炼.抗氢致裂纹的关键在于钢中央杂物的控制.得出了通过全过程硫含量控制能够牛产超低硫管线钢的结论.     

RH生产超低碳钢的关键控制技术研究

目前钢铁行业采用中薄板坯连铸机生产超低碳深冲钢有很多控制难点,针对济钢RH—ASP工艺路线生产超低碳深冲钢的技术难题逐一进行了分析研究。对钢水可浇铸性,碳、氧、氮的控制,提出了生产超低碳铝镇静钢时要减少RH处理氧气吹人量,造还原渣,保证纯脱气时间和对夹杂物改质来提高钢水的可浇注性,及保证超低的碳含量、合适的环流气体量、钢水中尽可能低的氧和硫等建议。     

超低硫X65QS管线钢硫含量控制的生产实践

介绍了永钢采用110 t电炉→LF精炼→VD精炼→连铸工艺生产超低硫X65QS管线钢硫含量控制的生产实践。各工序硫含量得到严格控制,电炉平均脱硫率16.35%。出钢过程用铝1 kg/t脱氧,同时随钢流加入石灰6 kg/t和精炼合成渣2 kg/t。LF炉采用喂铝线、复合碳化硅和铝豆对渣面扩散脱氧,造高碱度白渣对钢水深脱氧、脱硫,LF炉平均脱硫率89.2%,精炼结束后钢水平均硫含量0.000 93%。LF精炼结束到连铸工序过程平均增硫0.000 1%,最终成品硫含量平均0.000 9%。通过控制入炉料硫含量,提高LF精炼炉深脱硫能力,防止精炼后回硫等措施,生产的超低硫X65QS大圆坯硫含量符合下游客户要求,具备批量生产成品硫含量在0.002%以下的超低硫钢的能力。     

超低硫钢冶炼工艺优化与实践

分析了LF及VD精炼过程的脱硫影响因素,并以Q345R(HIC)为例介绍了在无铁水预处理脱硫条件下冶炼超低硫钢的工艺优化与实践。通过优化精炼炉炉渣渣系、控制氩气搅拌时间等影响因素,完成了[S]≤15×10~(-6)的超低硫钢冶炼,将探伤合格率由94.5%提高到99.5%。     

TMCP工艺耐低温高韧性桥梁板Q420qE的开发

采用低碳、低磷、超低硫以及微合金化的化学成分设计,结合洁净钢冶炼、高质量铸坯生产和优化的TMCP工艺过程控制,开发了15～为针状铁素体+     

RH用低碳深脱硫预熔渣

为实现低碳、超低碳钢在RH中进行深脱硫且钢水不增碳,在200kg真空感应炉上对RH用低碳深脱硫预熔渣进行了脱硫试验研究,结果表明:以CaO-Al2O3-SiO2-MgO为主的低碳深脱硫预熔渣熔点低、脱硫率高,可在真空条件下将钢液中硫的质量分数由30×10-6~50×10-6脱至10×10-6~20×10-6以下,脱硫率达到55%以上,脱硫效果好,脱硫率稳定。该预熔渣中碳的质量分数小于0.05%,在脱硫过程中钢水几乎不增碳,适用于在RH中低碳、超低碳钢深脱硫。研究表明:适当地提高炉渣的光学碱度,可大大地提高其硫容量,增强炉渣的脱硫能力。使用该预熔渣处理钢水有利于钢中夹杂物的去除和细化。     

试样表面碳对红外吸收常规法测定钢中超低碳影响的研究

GB/T 20123-2006高频感应-红外吸收法（常规法）因表面碳影响,仅适用于钢中碳含量大于0.005%的测定,不能满足大生产过程中钢中超低碳测定的需求。研究表明：日常制取后直接测定的生产试样表面碳是吸附碳,标准样品试样表面碳除含吸附碳外,还含化合碳。国家标准GB/T 20126-2006（预热法）定值的标准样品事先预热冷却后用于常规法校正,可有效消除表面碳对钢中超低碳常规法测定的影响,使常规法能应用于超低碳钢日常测定。     

火花发射光谱法测定IF钢中超低碳的质量控制

采用铣削和砂带研磨两种不同制样方式,对火花发射光谱仪测定IF钢中超低碳的结果进行分析,发现铣削方式测试数据精度优于砂带研磨方式,但由于冶炼生产采用圆柱形试样,试样经砂轮切割机切断后,样品表面会发生一定程度倾斜,放入研削机制样,需多次铣削才能将试样铣平,耗时过长,因此在快节奏的大生产中并未应用。新砂带与旧砂带研磨方式测试同一生产试样的结果表明,新砂带研磨的数据波动较大且系统略高于旧砂带。对影响火花发射光谱分析超低碳的因素进行了全面分析,除试样制备因素外,氩气纯度、激发室的清洁程度、类型标准化等因素对火花发射光谱测定超低碳也有较大影响。针对砂带研磨制样方式,选取两块不同含量的超低碳生产样品进行精度试验,标准偏差分别为0.000 09%、0.000 14%,按3倍标准偏差(置信度99.7%)计算,重复性限为0.000 27%、0.000 42%,能满足生产需要。采用自制样品类型标准化后,火花发射光谱测试IF生产试样结果与红外碳硫测试结果比对,碳成分差值均不大于0.000 5%,一致性较好。通过对大量生产实际数据的统计分析,按假设目标差异为0,上下限设定为±0.000 6%,通过MINITAB软件计算出该条件下的过程能力指数(Cpk)为1.16,介于1.0~1.33之间。按Cpk等级评定及处理原则,等级为B级,即过程控制能力较好。     

VD炉氧脱碳工艺生产实践

 为了研发MCCR低碳钢种,采用KR→转炉→VD炉→LF炉工艺流程,开发利用VD炉氧脱碳工艺,生产超低碳钢(w([C])小于0.02%)。复吹转炉出钢w([C])小于0.06%,沸腾出钢,出钢过程平均脱碳率为33%;VD炉真空处理保持深真空(小于67 Pa),脱碳率达到65%,实现脱碳后平均w([C])为0.006 7%,最低w([C])为0.002 3%。LF炉采用控制增碳深脱硫,完全能够满足MCCR超低碳超低硫钢生产需求。     

钢铁中超低碳分析技术研究

研究了应用红外碳硫分析仪测定钢铁中超低碳的分析方法。对陶瓷坩埚经过马弗炉和管式坩埚炉2次灼烧,用钨粒、锡粒、纯铁为助熔剂,获得低稳定的空白值。经无水碳酸钠基准物质校准仪器,用红外吸收法分析钢铁中超低碳取得了良好的准确度和精密度。     

超低硫钢生产工艺的研究与应用

莱钢银山型钢炼钢厂在超低硫钢([S]≤30 ppm)生产过程中,受原料、工艺条件等因素影响,终点钢水硫含量控制较不稳定,通过系统分析原料、转炉等工序对脱硫效果的影响,细化工艺流程,同时研究开发钢水固硫剂,使终点硫含量稳定在0.002%以下,满足了低硫钢生产需要。     

钢中超低碳硫分析方法

应用LECO-444LS红外高频燃烧测定仪,采用ISO9556和ISO4935标准分析方法测定钢中超低碳硫〉0．0005％。取得了满意的结果。     

超低碳钢RH混合喷吹Ar-CO2冶金反应特性

 钢铁生产过程CO₂的资源化利用对中国“碳达峰,碳中和”目标的实现起着重要作用。氩气驱动的RH(ruhrstahl-heraeus)真空装置是超低碳钢精炼的关键设备,利用高真空下钢水循环流动可有效脱碳、脱气和去除夹杂物。由于真空条件下CO₂可直接与钢水中碳反应生成CO,在实现脱碳的同时可促进熔池搅拌。因此,尝试将Ar-CO₂混合气体作为提升气体引入超低碳钢RH脱碳过程。首先,针对CO₂在RH脱碳条件下的冶金反应行为,通过热力学理论分析了不同压力下Fe-C-O熔体与Ar-CO₂的反应特性。其次,搭建了Ar-CO₂混合气体作为RH提升气体的工业试验平台,通过工业性试验研究了超低碳钢RH脱碳过程混合喷吹Ar-CO₂对钢水脱碳、脱氮和温降的影响。Fe-C-O熔体与Ar-CO₂反应热力学表明,在低于100 kPa和超低碳条件下,Ar-CO₂混合气体中的CO₂仍可能与钢水中碳反应,从而促进RH脱碳和脱气。工业性试验表明,喷吹100% CO₂、50% Ar+50% CO₂和100% Ar炉次出站平均碳质量分数分别为0.001 50%、0.001 57%和0.001 19%,因而混合喷吹Ar-CO₂并不会显著影响RH脱碳效率。同时,由于CO₂与钢水中碳反应十分有限,与喷吹100% Ar相比,喷吹100% CO₂和50% Ar+50% CO₂对RH脱氮效率和钢水温降没有明显影响。因此,超低碳钢RH脱碳时,完全可采用CO₂取代部分或全部氩气作为提升气体,尽管无法提高精炼效率,但仍具有显著的经济价值和环保优势。     

高频燃烧红外吸收法测定磷铁中碳和硫

考虑到低合金钢试样加入钨锡助熔剂后试样燃烧释放完全,其坩埚内部比生铁试样埚底光滑,埚壁迸溅少,且二次坩埚的成本更低,故选择分析完低合金钢的坩埚作为二次坩埚用于磷铁中碳和硫的分析。实验表明,在二次坩埚中加入0.40~0.55g试样、1.2~1.3g钨锡助熔剂,无需空白校正即可实现高频燃烧红外吸收法对磷铁中碳和硫元素的同时测定。由于磷铁标准样品较少,不足以覆盖所有磷铁中碳或硫的含量范围,所以通过将低合金钢标准样品和磷铁标准样品ZBT384进行两两混合(总质量控制在(0.5±0.05)g之间)以配制校准样品系列。结果表明,碳在质量分数为0.05%~0.65%范围内,硫在质量分数为0.005%~0.14%范围内的校准曲线线性关系良好,碳和硫的相关系数分别为0.999 6和0.999 5。将实验方法应用于磷铁实际样品分析,测得碳和硫的相对标准偏差(RSD,n=7)分别为2.0%和3.5%。按照实验方法对磷铁标准样品和内控样品进行测定,测得结果与认定值或参考值的绝对误差均小于国家标准方法 YB/T 5339—2015或YB/T 5341—2015要求的允许差。     

Experimental Study on Deep Desulfurizer in LF Process

 Abstract： CaO-Al2O3-SiO2-CaF2-MgO was selected as the slag system for desulfurization in LF process. The reaction between steel and slag during desulfurization has been simulated by using Factsage software to study the influence of component on the sulfur distribution ratio. In order to research the influence of CaO content, aluminum powder content and its granularity on desulfurization, laboratory experiments have been carried out in a 200 kg inductive furnace. Results showed that the optimal composition of deep desulfurizer is wCaO=64% and aluminium powder 10% with a granularity of 30 μm. Industrial trials showed that the main composition range of final slag in LF process is wCaO=530%-570%, wAl2O3=234%-251%, wSiO2=81%-100%, and wCaF2=32%-47%. The sulfur mass percent in steel is lower than 00008% with a desulfurization rate above 89%. According to the result of industrial production, this desulfurizer could meet the production requirement for ultra-low sulfur steel, of which sulfur mass percent is under 00015%.