A36钢连铸过程洁净度研究

文章主要分析了A36钢从LF出站到连铸结束钢水洁净度的变化。结果表明,钢水[N]、[H]和T.O含量从大包到中包开浇过程含量增加最多,分别为17×10-6、1.5×10-6和7×10-6。连铸期间小样电解夹杂物总量没有变化,总量为98×10-6。大样电解夹杂物总量表明,中间包钢水有卷渣现象。     

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。     

不同精炼工艺对管线钢洁净度的影响

对LF-RH和RH-LF 2种精炼工艺生产的管线钢洁净度进行了调研,比较了所生产钢材的各种洁净度指数,分析发现,前一工艺比后一工艺钢中w[T.O]平均降低12×10-6,w(N)降低6.5×10-6,w(S)降低8×10-6,显微夹杂物数量更少,尺寸更小,大型夹杂物含量也较低。结果表明,LF-RH工艺更适合生产高洁净管线钢。     

钢包初始状态对帘线钢夹杂物的影响

运用Aspex Explorer扫描电镜对比了3种不同初始状态钢包冶炼条件下的帘线钢盘条中夹杂物成分、变形性能以及数量密度等,指出不同初始状态的钢包对帘线钢精炼渣成分和成品[Al]含量的影响。结果表明,同等条件下,分别使用冶炼过Si、Al-Si以及Al脱氧钢的钢包冶炼帘线钢时,精炼渣碱度、渣中Al_2O_3含量和成品[Al]含量均呈上升趋势,对应精炼渣碱度分别为0.95、1.1、1.4,渣中Al_2O_3质量分数分别为7.0%、11.0%、15.0%,成品[Al]的质量分数分别为7×10~(-6)、13×10~(-6)、16×10~(-6)。采用冶炼过Al、Al-Si脱氧钢的钢包冶炼的帘线钢盘条夹杂物数量密度分别为0.96、1.20个/mm~2,夹杂物中Al_2O_3平均质量分数分别为25.9%、31.8%,夹杂物塑性差,轧制后长宽比平均值分别为5.6、5.1。采用冶炼过Si脱氧钢的钢包冶炼的帘线钢盘条中夹杂物数量密度为0.79个/mm~2,夹杂物中Al_2O_3平均质量分数为15.0%,为塑性夹杂物,轧制后长宽比均值为11.3。实验证明,冶炼帘线钢不宜使用初态为Al脱氧或者Al-Si脱氧的钢包。     

RH脱氧工艺优化对W470无取向硅钢洁净度的影响

对江苏沙钢集团有限公司RH处理W470无取向硅钢脱氧工艺进行了优化研究。试验结果表明,RH终点钢水w(T.O)由(20~30)×10-6降至(15~20)×10-6,硅和锰氧化量减少,含SiO2、MnO类大尺寸复合夹杂的数量大幅度减少;铸坯中大尺寸复合夹杂数量进一步减少,电镜观察20μm以上夹杂物数量及最大夹杂物尺寸均大幅度降低;但由于顶渣T.Fe含量偏高,对钢水存在一定的二次氧化,铸坯中小尺寸Al2O3类夹杂数量依然较多。此外,工艺优化后,合金中硅和锰元素的收得率均有所提高。     

40 t EBT EAF-LF-VD-铸锭工艺冶炼模具钢H13的洁净度分析

试验用热作模具钢H13(/%:0.36~0.38C、0.36~0.38Mn、0.89~0.91Si、0.007~0.010P、0.006~0.011s、5.10~5.15Cr、1.12~1.18Mo、0.84~0.89V)的冶炼工艺流程为40 t偏心炉底出钢电弧炉-钢包炉精炼-VD处理4.65 t铸锭工艺。通过对各冶炼工序钢水的总氧和氮含量-T[O]和[N]的分析以及钢中夹杂物的形貌和组成的分析,研究了该工艺流程生产的H13钢的洁净度。结果表明,经LF-VD精炼后H13钢中的平均总氧含量-T[O]为22×10^-6,平均氮含量-[N]为95×10^-6;Φ200 mm锻坯中夹杂主要以脱氧产物氧化铝为主,同时含有硫化锰等硫化物和偏析产生的氮化物;夹杂物尺寸集中在5μm左右,较大尺寸的夹杂物为10μm左右。采用该流程冶炼的H13钢可以满足对该钢种洁净度的要求。     

油缸用25Mn钢100 t EAF-LF-VD-软吹氩-CC流程B类夹杂物的控制

衡钢采用硅钙脱氧工艺、控制EAF钢水中全氧含量、LF渣系中Al₂O₃含量、控制精炼时间≥40 min、VD真空脱气、软吹时间≥20 min、保护浇注防止钢水二次氧化和促使钢中夹杂物上浮等应用工艺措施,可有效降低钢水中B类夹杂物Al₂O₃数量和尺寸以提高钢的洁净度。生产实践表明:油缸钢生产中精炼炉控制钢水[Al]s≤0.004%、T[O] ≤0.002 0%、精炼终渣（FeO） ≤0.8%、碱度（R）控制在2.0～3.2有利于B类夹杂物控制。当B类夹杂物不超过1.0级有利于控制刮滚工艺"白点"的产生。     

X80管线钢夹杂物控制工艺的研究

X80微合金化管线钢冶炼的工艺流程为300 t顶底复吹转炉-钢包吹氩微合金化-LF-RH。通过转炉气动挡渣法控制出钢下渣量≤4 kg/t;钢包顶底吹氩搅拌6 min铝粒脱氧;控制LF顶渣CaO/Al₂O₃=1.7～1.9,碱度(CaO/SiO₂) =4.5～6, (FeO+MnO)≤1.0%; RH喂FeCa线0.8 kg/t,使T[O]达到13×10^-6,夹杂物尺寸≤10μm, ≤5μm夹杂物占98.93%,钢中Al₂O₃尖晶石夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃系三元夹杂。分析了冶炼过程夹杂物数量、尺寸形态和组成,得出管线钢夹杂物变性的规律。     

82B硬线钢中夹杂物热力学分析及控制

对82B硬线钢中夹杂物的形成条件进行了热力学理论计算,结果表明:采用低碱度渣时,钢液中[Al]S随着夹杂物中wCaO/wSiO2比值和Al_2O_3含量增大而增加,为把CaO-SiO2-Al_2O_3夹杂物控制在塑性区,钢液中[Al]S应小于6×10~(-6)。实际控制结果表明,按照热力学计算结果控制精炼炉渣成分(控制顶渣中的Al_2O_3含量低于10%),同时保证充足的软吹条件(合适的氩气流量和大于15 min的软吹时间),可以达到夹杂物控制目标。     

国内外电渣重熔H13钢中夹杂物的对比

为了找出国产电渣重熔H13钢在夹杂物控制方面存在的不足,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和夹杂物自动分析系统(INCA Steel)对国内外不同产地的电渣重熔H13钢进行对比研究,重点分析了国内外H13钢在杂质元素和夹杂物控制水平上的差距。结果表明,在试验样品中,国产H13钢中硫和TO的质量分数均高于国外,其中硫质量分数高0.001 2%～0.002 0%,TO质量分数高0.000 6%～0.000 8%。所有试样中主要夹杂物均为Al2O3、MgO·Al2O3、CaO·Al2O3和CaO·MgO·Al2O3。国产H13钢与国外相比,尺寸大于5 μm的夹杂物数量较多,小于2 μm的夹杂物数量较少,夹杂物尺寸波动范围总体更大;国外H13钢夹杂物成分波动范围较窄,尺寸均匀,夹杂物形状接近球形的比例高。     

高级别船板钢炉外精炼过程洁净度研究

为了研究采用BOF-LF-RH-CC工艺生产的A32船板钢洁净度水平,进行了三炉工业实验.通过对冶炼过程系统取样分析,研究了钢中总氧、氮含量变化,夹杂物的转变规律及机理.结果表明:该工艺生产的船板钢有较高的洁净度,中包总氧控制在2×10-5以下,氮含量控制在4×10-5以下;LF精炼过程中,钢中总氧、夹杂物数量密度和平均尺寸均降低,夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃三元系;RH精炼过程中,钢中总氧和夹杂物数量密度降低,而夹杂物平均尺寸升高;钙处理过程中,夹杂物数量密度升高,而夹杂物平均尺寸降低,夹杂物转变为CaO-Al₂O₃-CaS三元系.      

EAF-LF(VD)-CC工艺生产石油管线钢39Mn2V 纯净度的分析

分析和研究了EAF-LF(VD)-CC各工序39Mn2V钢的T[O] 和[N] 以及钢中非金属夹杂物。结 果表明,LF(VD) 后T[O] 为28×10^-6,铸坯T[O] 为(8~10)×10^-6 ;钢中夹杂物主要为Al₂O₃、MnS、球形铝酸 钙,尺寸≤20 μm。铸坯存在一些80~300 μm 夹杂物,主要来源于二次氧化、耐火材料侵蚀和结晶器卷渣。     

150 t BOF-LF-VD-CC流程无铝脱氧工艺高速轨钢冶炼过程的夹杂物行为

时速350 km高速钢轨要求钢中全氧含量T[O]≤20×10^-6,非金属夹杂物B、C、D类≤1.0级。国内在重轨钢冶炼中,通常采用无铝脱氧工艺,即采用SiCaBa合金强化脱氧,形成了低熔点的Mn-Al-Si-Ba-Ca多元型氧化物夹杂,该类夹杂物在精炼中全部排出钢液。研究了铁水预处理脱硫-150 t顶底复吹转炉-LF-VD-280 mm ×380 mm连铸流程冶炼钢轨钢U71MnG时的夹杂物行为,包括无铝脱氧工艺钢轨钢中氧化物夹杂的组成及特征,转炉终点[C]对钢水氧活度的影响以及LF精炼渣碱度和VD后期软吹氩搅拌对钢氧含量和夹杂物的影响。结果得出,钢轨头部的≤20μm氧化物夹杂为精炼时二次脱氧产物,通过控制转炉终点[C]＞0.15%,控制精炼渣碱度(CaO)/(SiO₂)=2.5~3,∑(FeO+MnO)≤1.0%可有效降低钢轨钢中氧化物的数量和尺寸。     

影响20CrMnTiH(TS)齿轮钢夹杂物控制因素的分析和工艺优化

20CrMnTiH（TS）钢冶金流程为60 t 顶底复吹转炉-LF-VD-150 mm×150 mm方坯连铸。钢厂20CrMnTiH（TS）钢夹杂物一次检验不合格率达2.0%,主要为B类（复合钙铝酸盐+镁铝尖晶石,以及部分三氧化二铝）和D类夹杂（钙铝酸盐,部分为复合钙铝酸盐+镁铝尖晶石+氮化钛）,尺寸＞20μm。通过采用低磷铁水和优质废钢,转炉终点[C]≥0.09%,转炉出钢加40 kg硅钙和40 kg钢芯铝替代原只加80 kg钢芯铝预脱氧,LF精炼采用SiC70替代SiC45进行扩散脱氧,VD后喂Ti线,保证精炼终渣碱度为3.0,控制连铸时钢包余钢量＞2 t 等工艺措施使T[O]从12×10^-6降至8×10^-6,一次夹杂物检验不合格率下降至0.5%。     

80t BOF-LF-RH-CC流程冶炼55SiCr弹簧钢洁净度的研究

55SiCr钢280 mm×325 mm铸坯（/%:0.55C,1.42Si,0.67Mn,0.008S,0.67Cr）的冶炼流程为80 t BOF-LF-RH-CC工艺。通过BOF出钢加Al和硅铁合金,同时加入精炼渣,控制精炼过程渣碱度R（CaO/SiO₂）为2.0左右,RH≥20 min,软吹搅拌≥15 min,控制钢中夹杂物转变,得到洁净弹簧钢55SiCr。分析结果表明,LF精炼过程中夹杂物由早期的Al₂O₃-SiO₂-MnO和Al₂O₃夹杂将逐渐转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,RH真空处理后夹杂物全部转变为Al₂O₃-CaO-SiO₂夹杂,LF开始精炼T[O]和[N]分别为36×10^-6和26×10^-6,铸坯T[O]、[N]分别为7×10^-6和43×10^-6,铸坯中夹杂物主要为Al₂O₃-CaO-SiO₂和Al₂O₃,尺寸≤10μm。      

中厚板钢精炼过程夹杂物的转变

 通过工业试验研究了中厚板钢LF→钙处理→RH精炼过程中夹杂物的转变规律,并对钙处理过程夹杂物转变进行了热力学计算分析。结果表明：精炼过程钢中总氧质量分数降低,夹杂物数量密度降低,夹杂物平均尺寸升高;钙处理后夹杂物为CaO-MgO-Al2O3-CaS四元系;RH破空后夹杂物转变为CaO-MgO-Al2O3三元系,夹杂物中CaO质量分数降低,Al2O3质量分数升高;热力学计算表明,钙处理后钢液可直接生成CaS,也可与钙铝酸盐夹杂物反应生成CaS,RH破空后不能生成CaS。     

SWRCH45K冷镦钢非金属夹杂物生成及演变行为

为了研究SWRCH45K冷镦钢在精炼和连铸过程中夹杂物形成和变化规律,在相关工序取钢样和渣样,采用SEM-EDS检测了钢中夹杂物形貌和成分,并结合夹杂物自动分析仪统计了夹杂物数量和尺寸分布。结果表明,LF精炼达到了较好的脱硫和脱氧效果,但钙处理后软吹流量过大造成钢水二次氧化,钢中夹杂物、氮和氧含量有所升高。LF进站时以Al₂O₃系和MgO-Al₂O₃系夹杂为主,在精炼渣的作用下,夹杂物转变为CaO-Al₂O₃系和CaO-MgO-Al₂O₃系。钙处理后,夹杂物中MgO含量明显降低,CaO含量升高,到中间包工序时钢中夹杂物已基本处于低熔点区。铸坯中夹杂物数量较少,主要为Al₂O₃-CaS、CaO-Al₂O₃-CaS和MgO-Al₂O₃-CaS夹杂物。     

X80管线钢LF-RH二次精炼过程夹杂物行为及控制

研究了210 t BOF-LF-RH-CC工艺流程生产X80管线钢(%:0.041～0.044C、0.15Si、1.78～1.80Mn、0.007～0.010P、0.000 8～0.001 2S、0.039～0.047[Al]s)时精炼过程中夹杂物的变化。在BOF出钢阶段采用加Al强脱氧(0.01%～0.02%[Al]s),LF精炼过程采用高碱度、强还原性精炼渣(精炼渣成分%:50～58CaO、7～10MgO、20～25Al₂O₃、4～7SiO₂、0.5～1.4TFe),炉渣和钢液反应活跃,使得钢中Al₂O₃夹杂物很快向液态钙铝酸盐和部分液态CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂物转变。液态夹杂物通过碰撞、聚合、长大及上浮去除,提高了钢液的洁净度。浇铸前T[O]降到(7～10)×10^-6,钢中夹杂物尺寸在3～5μm,试验炉次的热轧板内未发现大尺寸的低熔点钙铝酸盐类长条夹杂物。