转炉冶炼低碳钢终点氧含量控制

 用户对钢的洁净度要求越来越高, 为此必须尽力减少钢中非金属夹杂物数量和尺寸,尤其是对高品质冷轧产品更为重要。首先要控制转炉冶炼终点钢水中氧活度和渣中（FeO+MnO）含量,因为这是产生钢中夹杂物的根源。根据在工厂进行的调查研究工作,讨论了冶炼低碳钢转炉终点氧含量控制因素,转炉终点氧含量对RH脱碳结束氧的影响。并提出了降低转炉终点氧含量的技术措施。     

RH精炼脱氧过程铝含量预报模型

在河北钢铁集团唐钢公司RH生产实绩的基础上,采用多元线性回归的计算方法,建立了RH精炼铝脱氧过程钢水溶解铝含量的预报模型.模型计算结果表明,RH脱碳结束后钢水中的溶解氧含量越高,脱氧后钢水中的溶解铝含量越低;适当高的钢水温度有利于提高钢水溶解铝含量;随钢水脱氧加铝量的提高,钢水中的溶解铝含量逐渐增大.钢水溶解铝含量的实测值基本围绕着预报值波动,模型较好地预测了河北钢铁集团唐钢公司RH精炼铝脱氧后钢水中的溶解铝含量,研究开发的模型可信.     

减少IF钢钢包渣向钢水中传氧的研究

分析了因RH钢包渣氧势高而向钢水传氧对钢水纯净度的影响。通过计算确定出合理的RH进站溶解氧位,确保与之平衡的顶渣FeO活度在较低的范围内。另外分析了顶渣成分对顶渣FeO活度系数的影响,确定了合理的炉渣成分:转炉出钢结束后至RH脱碳期间,IF钢钢包顶渣w(SiO_2)=4%～5%,w(MgO)=8%～9%,w(CaO)/w(Al_2O_3)控制在1.8～2.2;RH脱氧结束后,确保RH结束渣w(CaO)/w(Al_2O_3)=1.3～1.5,既可以减少钢渣间传氧,又可以确保顶渣吸附夹杂的能力。     

RH真空脱碳工艺的研究分析

结合实际生产数据,分析了转炉终点控制对RH真空脱碳的影响,分析认为,冶炼超低碳钢时,转炉终点碳含量≥0.05%,需要进行RH强制脱碳;终点碳含量≤0.04%时,可以进行RH自然脱碳,也可以在出钢过程中进行最大810kg的微碳锰铁（锰含量80%）合金化操作。底吹氩2min降低钢水氧活度约190×10-6。没有底吹终点钢水碳含量不均匀,均匀性相差0.01%～0.02%。     

RH处理超低碳钢中总氧含量预报模型

根据300 t钢包RH真空处理超低碳铝镇静钢工业生产数据,建立了RH处理过程钢中总氧含量(氧化物夹杂含量)的预报模型。模型综合考虑了RH脱碳结束时钢中的初始氧[O]0及钢包渣中(FeO+MnO)的质量分数、吹氩流量、真空度、处理时间等因素的影响。模型计算值与实测值误差为±(3.5~8.0)%,说明该模型是可信的;利用模型分析讨论了RH操作过程的工艺因素对钢水总氧含量的影响。     

300t-BOF-RH-CC流程冶炼Ti-IF钢夹杂物的衍变行为

试验Ti-IF钢(/%:≤0.003 5C,≤0.03Si,0.08~0.20Mn,≤0.025P,≤0.015S,0.05~0.07Ti,0.030~0.055Als,≤0.004 0N)BOF终点[C]0.03%~0.06%,终点[O]0.003 0%~0.060 0%,出钢过程加石灰和含Al钢包顶渣改质剂,RH终渣组成/%:53.38CaO,7.05FeO,1.01MnO,31.4Al_2O_3,5.7MgO,0.3P_2O_5,0.022S。RH精炼过程取样分析表明,通过加顶渣改质剂,控制8%(FeO+MnO),CaO/Al_2O_3=1.7,能较好去除钢中夹杂物,精炼过程钢中氧含量逐步下降,铸坯中氧含量为0.001 4%,氮含量为0.001 5%;脱碳结束时夹杂物主要为MnO;铝脱氧结束之后为Al_2O_3;合金化后为Al_2O_3及Al-O-Ti复合夹杂物;在铸坯中,前述夹杂物有效去除,但在凝固过程析出TiN夹杂。     

210 t RH精炼参数对IF钢洁净度的影响和工艺优化

基于IF钢（/%:≤0.0025C,≤0.005Si,0.01～0.12Mn,≤0.020P,≤0.010S,0.02～0.04Als,0.03～0.05Ti）冶炼过程工艺数据的统计,分析了Ar站钢水氧含量和RH脱碳期加铝量对钢中T[O]的影响,以及合金加入时机,顶渣改质处理和连铸保护浇铸对钢水洁净度的影响。研究结果表明,适当提高转炉终点氧含量和温度、延长加铝和钛铁之间的时间间隔、顶渣改质处理、连铸保护浇铸等方法可有效提高钢水洁净度。生产结果得出,通过RH进站钢水温度平均提高2.4℃,通过控制转炉下渣量,使顶渣厚度由≥80 mm降至60～75 mm,使RH脱碳过程加铝炉次由原36%降至3%,通过顶渣改质,使（FeO+MnO）由原22%降至17%,连浇炉数由8炉提高到10炉,连铸中间包T[O]由37.4×10^-6降低至21.6×10^-6,钢水洁净度得到了显著提高。     

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.     

120 t RH-LF生产低碳钢QD08的工艺实践

介绍了芜湖新兴铸管有限责任公司炼钢厂采用RH-LF精炼法生产低碳钢QD08的工艺实践。通过对转炉出站钢水初始条件,RH真空脱碳原理和过程控制,后续LF冶炼3个方面的分析研究,结果表明,初始钢水控制条件为[C] 0.04%～0.10%,[0]>300×10^-6,转炉终点出钢温度T≥1 650℃。随真空处理时间延长,真空度降低,真空室内PCO减少,碳氧浓度积呈降低的趋势,真空室内因发生碳氧反应进行脱碳,RH真空脱碳满足热力学条件;脱碳速率的变化规律为先增大后减小,脱碳速率有一定的规律;RH真空处理后的钢水需在LF完成脱硫、升温、合金化等操作,并且需保证终渣量20～23 kg/t,终渣（FeO）+（MnO）<1.2%,碱度R≥3.5等工艺条件。     

低碳低硅钢中氧化物夹杂的控制

重庆钢铁股份有限公司新区炼钢厂结合低碳低硅钢的生产实践,为改善钢水可浇性、避免因中间包水口堵塞而停浇的事故发生,对转炉后搅、顶渣脱氧和RH碳脱氧工艺进行了优化。工艺改进后,转炉终点钢水w(O)降低了127×10-6,渣中w(FeO+MnO)<5%,钢水中铝的加入量减少了0.38～0.43 kg/t,有效降低了钢中氧化物夹杂含量,钢中w(T.O)控制在(14～25)×10-6内。生产实践表明:采用"BOF→RH→CC"工艺路线生产低碳低硅钢,提高了钢水洁净度、单中包连浇炉数达18炉。     

300t RH加铝后循环时间对IF钢中脱氧夹杂行为的影响

RH精炼过程加铝前IF钢（/%:≤0.005C,≤0.04Si,0.05~0.20Mn,≤0.015P,≤0.015S,0.03~0.06Als）中的氧含量为340×10^-6~467×10^-6,用Aspex扫描电镜研究了加铝后210 min钢中夹杂物类型、尺寸和数量,结果表明,IF钢在RH工序加铝脱氧后钢液中夹杂物的类型主要为氧化铝,随着RH循环时间的增加,钢液中夹杂物数量减少;加铝真空循环6 min后可进行合金化,进一步延长循环时间,钢液中夹杂物的去除速度减缓;加铝前IF钢液中的初始氧含量偏高时,可适当延长循环时间至8 min,再进行合金化。     

120 t RH自然脱碳精炼低碳钢QD08的生产实践

基于生产数据对120 t RH精炼低碳钢QD08(/%:≤0.07C,0.15～0.35Si,0.25～0.45Mn,≤0.035P,≤0.035S)进行了RH碳氧反应的热力学、动力学分析和自然脱碳分析,得出RH精炼自然脱碳的优化工艺。结果表明,BOF终点温度≥1650℃,RH初始温度≥1 600℃,BOF终点[C]0.04%～0.10%,[P]≤0.018%,出钢前加顶浇石灰200 kg,出钢不加合金和脱氧剂,RH真空度4～8 kPa,6～8 min可使钢水[C]≤0.05%。     

冶炼硼钢控制硼含量的工艺实践

23～40MnB和27MnTiB等硼钢的炼钢流程为50 t EAF-LF+VD-CC工艺。通过控制EAF终点[C],出钢时用碳粉、钢芯铝、硅锰预脱氧,LF精炼前钢水溶解氧≤20×10^-6,精炼渣碱度≥3.5,喂铝线控制LF末(FeO)+(MnO)≤1.5%(SiO₂) ≤15% ,LF终点[Al]≥0.020%,喂钛铁包芯线,控制[Ti]0.030%～0.050%,同时喂硅钙包芯线控制钢中夹杂物形貌,并在VD脱气处理前底吹氩搅拌加入硼铁或喂入硼铁包芯线可有效地提高硼回收率至90%以上。     

100 t复吹转炉-RH-70 mm板坯连铸流程0. 88% Si无取向硅钢的夹杂物行为

0.88%Si无取向硅钢的生产工艺为100 t BOF出钢时加300kg石灰,终点[C]0.035%~0.05%,出钢温度1640~1650℃,RH吹氧脱碳,加99.0%Al-Fe合金6.69 kg/t,加70%Si-Fe合金15.70 kg/t,70 mm板坯连铸过程全程保护浇铸,使用镁质碱性中间包覆盖剂。分析结果表明,RH终点[O]28×10^-6,铸坯[O]22×10^-6,RH-前[N]为16×10^-6,RH过程增氮4×10^-6,RH结束到铸坯增氮6×10^-6;RH脱碳终点时钢中夹杂物以球形MnO·Al₂O₃为主;RH出站时以不规则形状的Al₂O₃为主,并伴有少量单独存在的CaS夹杂;中间包钢液内的夹杂物主要以不规则形状的Al₂O₃为主;铸坯中多为不规则形状的Al₂O₃以及少量AlN,还有少量由结晶器卷渣引起的含Na成分的复合夹杂物。     

高速铁路车轴用25CrMoVNi超低氧钢RH精炼过程非金属夹杂物的行为

25CrMoVNi钢由120 t EAF-LF-RH脱气-φ600 mm圆坯连铸工艺生产,EAF出钢时加Al预脱气使[Al]s≥0.030%,并加入石灰造渣预精炼,LF精炼时炉渣表面加Al粒扩散脱氧,LF精炼渣的组成为（/%）:53~57CaO,10~13SiO₂,27~28Al₂O₃,6~9MgO,0.09~0.10MnO。RH脱气精炼结果表明,RH后T[O]由脱气前0.001 3%~0.001 5%降至0.000 5%;钢中TCa由0.001 9%降至0.000 9%~0.001 7%;夹杂物发生MgO·Al₂O₃→（MgO）z（CaO）x（Al₂O₃）y→（CaO）x（Al₂O₃）y的转变;最后以尖晶石类固相夹杂物数量迅速减少,以钙铝酸盐类的液相夹杂物数量呈现出先增加后减少,钢中夹杂物由6.7个/mm²下降至2.7个/mm²     

120 t LD-LF-RH-BCC流程生产齿轮钢的氧含量控制工艺

分析了齿轮钢中氧含量控制的关键技术:精炼渣SiO₂含量,(CaO)/(Al₂O₃),(FeO+MnO),RH,氩气搅拌,连铸工艺。结合攀枝花新钢钒股份有限公司炼钢厂的工艺条件,通过控制转炉终点[C]≥0.10%,钢包渣厚50～80 mm,出钢过程加高碱度精炼渣,LF白渣精炼[渣中T.Fe-0.43%,(MnO+FeO)-0.93%,SiO₂-5%,平均(CaO)/(Al₂O₃)-1.9],20 min RH处理,连铸保护浇铸等工艺措施,并在炉后平台,LF精炼和钙处理过程采用合适的吹氩模式,使20CrMoH齿轮钢铸坯总氧含量≤15×10^-6,平均总氧含量为11.8×10^-6。     

高强度耐热钢40CrMoV盘条的开发和生产实践

邢钢采用80t顶底复吹转炉-LF-RH-325 mm×280mm大方坯连铸流程生产40CrMoV钢（/%:0.36～0.44C, 0.15～0.35Si, 0.45～0. 70Mn, ≤0.025P, ≤0.025S, 0.80～1.15Cr, 0.50～0.65Mo, 0.25～0.35V）Φ18 mm热轧盘条。结果表明,通过控制BOF终点碳0.08%-0.12%,出钢温度1640～1660℃出钢加脱氧剂和合金,LF渣系为CaO-SiO₂-Al₂O₃,精炼后白渣碱度4～8,T（FeO+MnO）≤1. 0%,RH真空度≤100 Pa,处理时间≥20 min,喂钙线,并采用连铸结晶器电磁搅拌和控冷控轧等工艺措施,该钢盘条平均T[O]为10×10^-6,平均N含量33×10^-6,抗拉强度1 200～1 250 MPa,断面收缩率59%～62%,非金属夹杂级别A0.5和D1.0,低倍组织级别均为1.0级,各项性能指标较好满足了客户的需求。