首钢京唐IF钢RH精炼工艺开发实践

本文介绍了首钢京唐公司IF钢精炼工艺开发过程。IF钢冶炼工艺控制关键是碳、氮含量成分控制。IF钢碳含量控制的关键是RH脱碳过程控制、防止合金增碳和精炼结束到中间包增碳,对应的措施有控制进站碳≤0.04%、控制过程废钢加入量、RH脱碳过程辅助钢包底吹、清洁上料和使用无碳耐材等。IF钢氮含量控制的关键是控制好转炉吹炼过程脱氮效果、防止RH吸氮。     

IF钢碳含量不稳定因素分析

针对攀钢IF钢RH处理过程终点碳含量偏高及不稳定的问题,对IF钢生产工艺过程进行了跟踪调查.结果表明:RH处理前钢水[C]及a[O]、真空度、脱碳时间、钢包耐火材料及合金增碳等是影响IF钢碳含量偏高及不稳定的主要因素.RH进站[C]含量高于0.045%,终点碳含量与进站碳含量成正比关系;最小真空度越低,脱碳时间越长,终点碳含量就越低.为保证攀钢IF钢碳含量合格,应将RH进站钢水碳含量控制在0.030%～0.045%、a[O]控制在(500～700)×10-6,加强设备监控与维护以维持足够的深真空时间和进一步降低真空度.为减少RH处理后期钢液增碳,在保证真空室不结冷钢的前提下应使用渣线部位不含碳的钢包及低碳合金.     

RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果分析

西昌钢钒厂由于转炉热量不足而以转炉—LF精炼—RH精炼—连铸工艺生产IF钢,为探究RH强制脱碳与自然脱碳工艺生产IF钢精炼效果,采用生产数据统计、氧氮分析、夹杂物自动扫描、扫描电镜和能谱分析等手段,对不同脱碳工艺对顶渣氧化性以及钢的洁净度影响进行了详细研究。结果表明:（1）与自然脱碳工艺炉次相比,采用强制脱碳工艺的炉次在转炉结束与RH进站钢中的平均[O]含量更低;（2）两种工艺脱碳结束钢中的[O]含量基本在同一水平;（3）强制脱碳工艺的炉次在RH结束时渣中平均T.Fe的质量分数降低了1.3%。在能满足RH脱碳效果的前提下,尽量提高转炉终点钢液碳含量、降低钢液氧含量,后续在RH精炼时采用强制吹氧脱碳工艺,适当增大吹氧量来弥补钢中氧,可显著降低IF钢顶渣氧化性。自然脱碳工艺与强制脱碳工艺控制热轧板T.O含量均比较理想;与自然脱碳工艺相比,强制脱碳工艺可有效降低IF钢[N]含量,这与强制脱碳工艺真空室内碳氧反应更剧烈所导致的CO气泡更多和气液反应面积更大有关。脱碳工艺对IF钢热轧板中夹杂物类型、尺寸及数量没有明显影响,夹杂物主要由Al₂O₃夹杂、Al₂O₃–TiO_x夹杂与其他类夹杂物组成,以夹杂物的等效圆直径表示夹杂物尺寸,以上三类夹杂物平均尺寸分别为4.5、4.4和6.5 μm,且钢中尺寸在8 μm以下的夹杂物数量占比高于75%。在RH精炼过程中,尽量降低RH脱碳结束钢中[O]含量,有利于提高钢液洁净度。      

超低碳汽车板钢钢包渣高效改质工艺的试验研究

对汽车板钢在转炉炉后进行钢包渣改质,除了改质剂用量充足外,还必须抑制高[O]含量钢液与炉渣间的反应。否则,在后续RH精炼脱碳期,由于钢-渣间反应,顶渣中w(Fe_tO)也会回升至8%～14%(甚至更高)。河钢集团邯钢公司邯宝炼钢厂通过采用具有缓释Al作用的铝渣球为改质剂,在转炉出钢结束后再向钢包内加入石灰而不是在出钢过程加入,提高钢包渣w(CaO)/w(Al_2O_3)以降低其流动性和微弱钢包底吹搅拌等措施,将RH进站和出站钢包渣w(TFe)分别控制在3%和5%以下,有效抑制了连铸过程钢包渣对钢液的二次氧化,连铸中间包钢水T.O含量和非金属夹杂物含量显著减少,连铸水口粘结、堵塞状况得到了有效控制。     

包钢无取向硅钢顶渣改质技术研究

通过对硅钢顶渣中w(FeO)变化的分析,得出硅钢转炉出钢不完全脱氧,导致钢中的氧向渣中传递,是转炉工序钢包顶渣改质效果不佳的主要原因。通过采用转炉工序钢包顶渣改质、RH工序钢包顶渣改质两步顶渣改质工艺,并在RH脱碳前采取锰合金化等技术措施,可将超低碳钢RH出站钢包顶渣中的w(FeO)降低至5%以下,w(Mn O)控制在4%左右,中间包钢水w[O]T控制在20×10~(-6)以下,显著地提高了超低碳钢的洁净度。     

“全三脱”铁水转炉少渣冶炼低氮钢生产实践

在首钢京唐钢铁联合有限责任公司"全三脱"铁水少渣冶炼工艺过程中,通过生产历史数据对影响钢水氮含量因素进行分析,结果表明:转炉顶枪漏氮对钢水增氮有很大影响;采用硅铁作为提温剂可以有效控制钢水w(N)在12×10-6左右;脱碳转炉采用全程底吹氩钢水w(N)可以降低3.3×10-6;转炉熔池内w(C)=0.3%~0.4%时,加入矿石可有效降低钢水氮含量;转炉后吹以及出钢时间越长,钢中氮含量越高;采取优化措施后,脱碳转炉出钢后,可稳定控制钢包内钢水w(N)≤15×10-6,达到了冶炼低氮钢的控制要求。     

罩型环流机械真空精炼装置脱碳实践

敬业钢铁有限公司新建一台罩型环流机械真空精炼设备,生产无取向硅钢和工业纯铁等超低碳品种钢,控制环节上从转炉碳温协调出钢、制定罩型环流机械真空精炼装置的脱碳工艺、控制原材料碳含量等方面入手,冶炼出w(C)≤20×10~(-6)的工业纯铁等超低碳钢。结果表明:超低碳钢生产过程中,转炉出钢碳质量分数要控制在0.025%～0.040%,采用真空吹氧的条件下转炉出钢碳质量分数可以放宽到0.060%以下,且转炉终点要注意碳温协调出钢,出钢过程严禁加含铝或硅的脱氧合金;真空脱碳需要分段控制脱碳期真空度和钢包底吹驱动气体流量。为防止钢液增碳,应采用碳含量低的合金和耐材。     

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。     

IF钢生产工艺研究及实践

对比分析柳钢150t转炉炼钢系统两种(转炉-钢包炉精炼-RH精炼-连铸和转炉-RH精炼-连铸)生产IF钢的工艺。结果表明,采用转炉-RH精炼-连铸工艺生产的IF钢:(1)洁净度相对更高,生产成本更低;(2)RH精炼结束w(C)≤10×10-6、w全(O)≤31×10-6、w(N)≤20×10-6,中间包w(C)≤11×10-6、w全(O)≤25×10-6、w(N)≤20×10-6;(3)造成钢水洁净度偏低的主要原因是RH脱氧合金化后循环时间偏短,且RH精炼炉渣控制不稳定。     

BOF-LF-RH-ASP流程冶炼IF钢的工艺研究

研究了国内某钢厂BOF-LF-RH-ASP流程生产冷轧IF钢的工艺特点,采用碳含量控制和钢包渣还原处理技术,RH脱碳结束钢中ω([C])<15×10-6,后序增碳质量分数小于15×10-6,渣中(FeO+MnO)质量分数小于3%,平均中间包钢水全氧质量分数为17×10-6.成功开发的DDQ级IF钢板,满足了客户对其深冲...     

RH-MFB生产过程对夹杂物的影响分析

对湖南华菱涟源钢铁集团有限公司新转炉炼钢厂RH-MFB冶炼超低碳IF钢生产进行了研究,分析转炉出钢中碳氧含量和温度、真空循环时间、冶炼渣成分等因素对钢液中夹杂物数量、粒径分布的影响。对RH精炼过程中工艺参数进行了优化。使该厂在生产IF超低碳钢时达到w(C)≤30×10-6、w(N)≤30×10-6、w(O)≤20×10-6的技术要求,钢液成分及质量稳定。     

80 t转炉-钢包吹氩-连铸冶炼过程对Q235A钢气体夹杂含量的影响

检测和分析了80 t顶底复吹转炉-钢包吹氩-连铸流程冶炼Q235A钢(0.14%～0.22%C、0.30%～0.65%Mn)在转炉终点、转炉出钢过程合金化后、钢包吹氩、中间包、钢水和铸坯中的氧、氮和夹杂物含量.结果表明,转炉终点氧含量为350×10-6,加脱氧剂和合金化后,氧含量降低42%,经钢包吹氩,钢中氧含量进一步降低,铸坯中平均氧含量25×10-6;钢中氮含量由转炉终点20×10-6增至铸坯40×10-6;钢包加脱氧剂、合金化后吹氩,钢中可去除约50%夹杂物,使铸坯中夹杂物含量≤45×10-6,一般夹杂尺寸≤10μm,最大尺寸为20μm.     

IF钢300 t RH的生产实践

IF钢在300 t RH脱碳处理前要求控制转炉终点[C]≤0.06%,终点[O]0.05%～0.08%,出钢温度1 680～1 700℃;吹氩站钢包顶渣的(FeO)和(CaO)/(Al₂O₃)分别由原来的12.2%和6.7降至5.0%和1.7,以增加其吸附夹杂的能力;根据生产数据,建立了RH脱碳操作的自动计算模型,有效提高RH精炼过程各项技术指标的命中率,使平均[O]和[C]分别由RH脱碳前的0.046%和0.031%降至RH脱碳终点的0.035 0%和0.001 3%。     

RH-MFB生产超低碳钢实践

采用工业试验,研究RH-MFB生产超低碳钢过程中的脱碳规律和RH脱碳后的增碳规律。试验结果:(1)采用真空室快速压降速率、较长的极限真空保持时间,可使RH具有强大的脱碳能力,RH脱碳结束后钢水w(C)可达到8×10-6的水平。(2)钢包、钢包覆盖剂、中包覆盖剂和连铸保护渣等采用低碳材料,可以有效防止RH脱碳后的钢水增碳,可以将增碳量控制在4×10-6的水平。     

IF钢碳含量的过程控制

介绍了攀枝花钢铁(集团)公司冶炼IF钢过程碳含量的变化以及过程增碳情况,分析了主要增碳因素以及增碳量,通过加入氧化铁皮球、RH加入锰合金、RH强制脱碳以及控制保护渣及耐材中的碳含量来降低钢中碳含量,为IF钢的生产实践提供了指导。工艺改进后IF钢成品平均碳质量分数降低到18×10-6左右,取得了明显的冶金效果。     

基于长流程的GCr15轴承钢转炉冶炼生产实践

采取转炉高拉碳出钢、双渣法冶炼、LF高碱度渣精炼、RH真空脱气、连铸加强保护浇铸及控制钢液过热度等措施,有效控制GCr15轴承钢中的氧、氮、硫、磷、钛等元素及夹杂物含量。试验表明：提高转炉出钢碳质量分数,有利于降低钢中的氧质量分数;随着炉渣碱度的升高,钢液中ω(O)大幅降低;GCr15轴承钢经过RH真空处理,钢液中的ω(TO)从0.002 8%下降到0.000 9%;双渣法冶炼可以提高转炉冶炼前期的脱磷率;LF精炼和连铸过程增氮,RH过程降氮;LF精炼过程是控制ω(Ti)的关键;夹杂物和碳化物都得到有效控制。     

100 t BOF-LF-RH-CC工艺冶炼结构钢时钢中氮的行为及控制

通过对淮钢100 t BOF-LF-RH-CC工艺流程冶炼45钢和42CrMo钢时各工序钢水取样分析氮含量,研究各工序对钢水中氮含量的影响。得出除吹氩和RH工序外,各工序都存在增氮现象:钢包至中间包长水口增氮占增氮总量的40%,LF精炼增氮占35%,出钢增氮占20%。所以控制转炉终点氮含量,控制LF渣层厚度,避免LF精炼补加合金和增碳,适当延长RH处理时间,提高长水口氩封效果是控制钢水氮含量的关键措施。     

安钢IF钢氮含量控制工艺实践

针对IF钢生产过程中氮含量高的现状,安钢基于现有生产工艺及装备,通过提高转炉入炉铁水比、减少氧气补吹时间和次数、提高RH真空密封性、预抽真空、减少降温冷钢加入量、强化连铸保护浇注等工艺改进措施,将IF钢中的氮含量稳定控制在25×10-6以下.     

IF钢中氮含量控制技术研究

根据鞍钢股份有限公司炼钢总厂三工区生产实际,研究了相关因素对转炉、精炼和连铸等工序氮含量控制的影响,总结出低氮钢的氮含量控制技术。研究表明:出钢过程为IF钢增氮的主要环节;通过转炉冶炼工序提高铁水比、冶炼过程控制返干、冶炼终点减少补吹次数和时间以及加入铁矿石(烧结矿),能够控制冶炼终点w(N)12×10-6;RH-TB精炼工序优化处理工艺能够有效提高RH的深脱氮效果;保护浇铸能有效的控制Δw(N)5×10-6。     

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%。