15-5PH不锈钢大型锻件冶炼脱氧工艺研究

以实际工艺流程50 t EBT-VOD-LF-VC冶炼15-5PH不锈钢为背景,通过FactSage 8.0和经典Wagner模型研究冶炼硅铝复合脱氧过程中钢液中的铝含量、炉渣组成以及冶炼温度等因素对钢液中氧含量的影响进行了热力学研究。结果表明:Al-Si复合脱氧为15-5PH不锈钢冶炼过程中的最佳脱氧工艺,为了保证脱氧的冶炼效果,应控制钢液中的酸溶铝的质量分数在0.015%左右;降低冶炼温度有利于降低钢液平衡氧含量;考虑炉渣的物理性能和钢渣界面平衡反应得出脱氧工艺的最优炉渣成分,碱度为2.5～3.0,w((Cr_2O_3))=0.5%,w((Al_2O_3))=20%,w((MgO))=5%,w((CaF_2))=5%;经过工艺优化后生产的15-5PH不锈钢中氧含量明显降低,均满足产品要求,炉渣碱度对平衡氧含量和实际生产全氧含量的影响规律基本相同。     

VOD炉冶炼20Cr13不锈钢硅脱氧工艺

 以实际工艺流程30 t EAF-VOD-LF-模铸冶炼20Cr13不锈钢为背景,通过热力学计算,对VOD精炼硅脱氧处理后,重新造渣过程中炉渣碱度、合金含量以及钢液温度对钢液中平衡氧含量的影响进行了研究。研究结果表明：钢液中的氧含量随炉渣碱度的增加呈现明显的减小趋势,实际生产中炉渣碱度一般应确保在2以上;为了保证添加合金进行脱氧的冶炼效果,应保证钢液中的硅的质量分数在0.3%以上;降低冶炼温度有利于降低钢液平衡氧含量;炉渣碱度对平衡溶解氧含量和实际生产全氧含量的影响规律基本相同,拟合出平衡溶解氧含量与实际全氧含量之间存在线性关系。     

Cr3和Cr5系支承辊大型锻件脱氧工艺研究

由于Cr3和Cr5系支承辊钢液中铬含量增加会抑制铝脱氧反应的进行。本文以Cr3和Cr5系支承辊冶金过程中脱氧工艺为研究背景,通过实验室脱氧实验,利用FactSage 8.1软件计算Cr3和Cr5系轧辊钢中氧含量,绘制铝脱氧平衡曲线,将Wagner模型与炉渣共存理论相结合,建立了钢渣反应模型,探讨铬含量对钢液中铝脱氧效果的影响。结果表明,钢液中铬含量在一定范围内增加会抑制铝脱氧反应进行;在精炼过程中,当Cr3系支承辊中铝含量控制在0.03%左右、Cr5系支承辊中铝含量控制在0.05%左右时,可将氧含量有效控制在10^-5以下;而与之相匹配的最佳炉渣成分的碱度为2.5～3.0,w(Al₂O₃)>20%。     

GOR冶炼不锈钢深脱硫工艺

以70 t EAF-GOR-LF-CC工艺生产304不锈钢为背景,分别对GOR冶炼过程初始钢液、终点钢液以及还原渣取样分析,重点考察了还原渣碱度、渣中残余Cr2O3质量分数(w((Cr2O3)))以及钢液初始硫质量分数(w([Ss]))对钢液深脱硫效果的影响规律,得出了以下结论：还原渣碱度对脱硫有较大影响,高炉渣碱度有利于钢液脱硫,但当炉渣碱度达到1.75以上时,炉渣碱度对终点硫质量分数(w([Sf]))的影响逐步变小。还原渣中残余Cr2O3对脱硫有阻碍作用,尽可能降低渣中w((Cr2O3))有利于提高GOR脱硫效果,当w((Cr2O3))降低到0.3%以下时,表观渣-钢间硫分配比(LS°=w((S))/w([S]))明显升高。GOR初始钢液硫质量分数越低,越容易获得最终低硫钢液,当w([Ss])＜0.07%时,钢液中最低w([Sf])更容易降低到0.004%以下。根据GOR工业试验结果得出了冶炼终点时优化的表观渣-钢间硫分配比( LS°)随还原渣碱度、w((Cr2O3))和w([Ss])的变化关系。     

Q235钢2步脱氧工艺的理论分析及生产试验

为实现Q235钢种节能降本的目的,分析了该钢种原工艺的冶炼特点,通过铝、硅、锰复合脱氧的热力学计算,提出了"转炉出钢加硅、锰和少量铝弱脱氧+LF补铝终脱氧"的2步脱氧工艺。经Thermo-Calc热力学软件计算整个体系的平衡状态,精炼结束钢水中的氧含量(w(O)=1×10-6)和硫含量(w(S)=1.5×10-6)均达到钢种要求,理论上验证了新工艺的可行。经180 t LF试生产,精炼结束钢水w(Alt)=0.004%~0.015%,w(T.O)=(20~35)×10-6,w(S)0.012%,满足工艺要求,钢水浇铸性能良好,脱氧成本可降低4.2元/t。     

C12A7炉渣与合金钢液平衡时的Al行为

实验研究得出C12A7炉渣(其组成为:w(SiO2)=6%,w(Al2O3)=46%,w(CaO)=48%)与合金钢液(其化学成分类似42CrMo钢)反应90 min后,钢中w(Al2)=(80～100)×10-6,与之平衡的钢中w(T.O):(6～13)×10-6,生成的夹杂物大都是尺寸很小的低熔点球状钙镁铝硅酸盐类夹杂.从热力学的角度得出了当C12A7炉渣与合金钢液达到平衡时钢中的铝含量以及平衡条件下钢中铝含量较低时也能将钢中氧含量控制在很低范围的原因.     

Mg在超纯净钢中应用的理论探索

就镁在冶炼纯净钢中的应用进行了理论探索.得出镁有比铝强得多的脱氧能力,镁能够将钢水中氧含量降低到很低的水平,当钢液中w(Mg)为10×10-6时,与之平衡的钢液中溶解w(O)不到1×10-6.采用新的镁处理铝镇静钢方法代替传统的钙处理铝镇静钢方法,可以使钢水的氧含量更低,纯净度更高.同时得出镁脱氧产生的MgO有很强的扩大CaO-SiO2-Al2O3三元系相图中低熔点区域的能力,使得由CaO、SiO2和Al2O3组成的非金属夹杂物生成低熔点的非结晶相的概率大大增加.     

为了减少钢中脆性Al_2O_3夹杂物,国外一些厂家采取的措施

<正>a.先用硅脱氧降低钢中溶解氧含量,然后再用铝终脱氧。但所生成的SiO2起到了二次氧化源的作用,必经降低SiO2的活度以防止其与钢水中铝发生反应。对于w[si]=0.10%~0.3%的轴承钢,控制碱度在4以上可以保持炉渣中SiO2的稳定。实际操作中,炉渣碱度常控制在5以上。b.用碳代替部分铝进行钢水粗脱氧。出钢     

极低硫X70钢的LF精炼工艺研究

 在极低硫（w(S)≤0.0020%）X70钢的生产过程中,从铁水脱硫扒渣、转炉冶炼到LF精炼各工序要严格控制,而LF精炼工艺是影响钢液深脱硫的关键因素。控制好LF精炼终渣碱度、氧化性和渣量,钢液温度和脱氧,已生产出w(S)波动在0.0004%~0.0030%范围,平均0.0014%的X70钢。     

炉渣碱度对304纯净不锈钢冶炼的影响

通过钢液T[O]检测、夹杂物的金相电镜、扫描电镜的实验研究,分析冶炼过程不同炉渣碱度对304不锈钢钢水纯净度的影响。结果表明:304不锈钢冶炼过程的炉渣碱度较高,钢液纯净度较好。炉渣碱度分别为2.0-2.2、2.4-2.6的炉次,连铸中包钢液T[O]均值为43 ppm、26 ppm;炉渣碱度较高的4#、5#炉次,中包钢液中夹杂物总个数较少,较大尺寸11~15μm夹杂物个数明显较少;钢液中夹杂物为Ca O-Si O2-Al2O3系,炉渣碱度较低炉次的中包钢液夹杂物化学成分的Ca O含量较低。     

CaO-Al2O3基精炼渣对钢液脱氧的影响

在MoSi2炉上用二次正交回归实验方法进行了CaO-Al2O3基精炼渣对钢液脱氧影响的实验研究，发现精炼渣与钢中溶解氧的平衡时间为20～30min、平衡溶解氧含量为0.008%～0.0012%，并得到了精炼渣在不同成分下的钢液全氧含量，另外，通过二次正交回归处理，得到了钢液全氧含量与精炼渣的光学碱度，渣中Al2O3含量和CaF2含量之间的关系式；并发现如下规律：随着精炼渣光学碱度的提高，钢液全氧含量几乎呈直线减小；在用铝脱氧的条件下，钢液全氧含量基本上随精炼渣中Al2O3含量的增加而增大，随着精炼渣中CaF2含量的增加，钢液全氧含量呈先增大，后减小的趋势。本实验条件下最佳的渣系组成为CaO57.29%，Al2O39%，MgO10%，SiO28.71%，CaF215%。     

精炼过程对高碳铬轴承钢质量的影响

介绍了在精炼过程生产高碳铬轴承钢（GCrl5）时质量控制要点,通过在生产实践中不断优化造渣工艺,同时进行不同时期造渣对钢质量的影响试验研究、精炼合成渣的研究及精炼工艺的优化,得出终点w（[C]）大于0．20％、精炼渣碱度3．0～3．5、严格控制钢水成分、合理的过程温度控制、分段吹氩及合理时间控制、w（[Al]）控制在0．020％左右等措施可获得较低的全氧含量及较好的夹杂物控制水平。     

超低氧冶炼过程镁铝尖晶石形成的热力学分析与控制

 对超低氧试验钢精炼过程中镁铝尖晶石的形成机制和生成热力学计算分析表明：1873K时,MgO-Al2O3二元系夹杂物中MgO的质量分数超过17%时就能生成镁铝尖晶石;采用高碱度、w((CaO))/w((Al2O3))≈1、强还原性精炼顶渣对铝终脱氧钢液进行LF精炼时,在LF精炼中前期就实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石的转变;钢液中的镁则是实现Al2O3向MgO·Al2O3尖晶石转变的中介和桥梁。而钢中镁含量是由酸溶铝控制的。因此,保持钢液中足够的铝含量是镁铝尖晶石生成的前提。生产过程中,当钢液的w(［Al］)达到0.03%时,w(［Mg］)只需要1.32×10-7以上就能生成MgO·Al2O3尖晶石。     

Titanium Content Control for Bearing Steel

On the basis of the thermodynamic analysis and fundamental study in the laboratory, the equilibrium of the Ti A10 system was investigated. The results showed that the equilibrium titanium content in the steel increased with the increase in the soluble aluminum content in the steel and the TiO2 content in the slag. Although the slag basicity decreased and Al2O3 content in the slag increased, the titanium content increased. Based on these results, the BOF smelting process of low titanium bearing steel was put forward.     

LF精炼渣碱度变化对304不锈钢夹杂物成分的影响

采用氧氮分析仪、扫描电镜、金相显微镜等分析手段,系统研究LF精炼渣系对304系不锈钢全氧质量分数wT[O]、夹杂物数量、尺寸及成分的影响。研究结果表明,当LF精炼渣碱度由1.5升高至2.6时,LF出站溶解氧质量分数w[O]由11.6×10~(-6)降低至4.8×10~(-6),铸坯wT[O]由47×10~(-6)降低至24×10~(-6),铸坯夹杂物总数量降低,但当量直径不大于10μm的夹杂物所占比率由77.7%增加至95.1%。热力学计算结果表明:在钢液中各元素达到平衡状态时,渣系碱度越高,低熔点夹杂物2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2生成区域越小,MgO·Al_2O_3尖晶石类夹杂物生成区域越大,与生产试验结果一致。随着LF炉渣碱度升高,铸坯夹杂物成分中MgO和Al_2O_3的质量分数分别升高了14.4%和9.1%,当碱度不大于1.9时,铸坯中不会存在镁铝尖晶石。     

EAF+LF+VOD/VHD冶炼超级双相不锈钢工艺实践

介绍了抚钢超级双相不锈钢冶炼工艺流程,进行了VOD炉真空吹氧去碳、包底吹氮、二次造渣及喂线处理生产实践。研究表明,通过设定合理的吹氧、吹氮工艺,实现了低碳含量、准确氮含量的控制。通过在还原过程中调整合适的炉渣碱度,对钢液进行喂线处理,强化脱硫脱氧,从而改性夹杂物形貌,以确保钢液精准的化学成分及良好的纯净度控制,为热加工创造有利条件。     

DC06 IF钢精炼渣成分优化及钢 渣中氧的控制

摘要：无间隙原子钢（IF钢）对含铝夹杂物要求极为严格。为冶炼洁净IF钢,采用热力学软件FactSage 7.0对IF钢精炼渣系做了优化计算,并采取6组工业实验做验证,根据结果提出改进措施。实验中采取氧传感器、碳硫分析仪及ICP AES对钢和渣成分进行检测,并通过ASPEX自动扫描电子显微镜检测钢中夹杂物成分与数量。热力学计算及实验研究发现,转炉脱碳结束时钢液中碳质量分数宜控制在0.04%,转炉渣中FeO质量分数控制在149%以内,降低钢中［O］质量分数到470×10-6。精炼时控制补吹氧炉次比在64%以下,补吹量在17m3内,精炼渣中SiO2、MgO及TFe质量分数分别控制在6%~8%、6%和5%~10%,钙铝比控制在1.4~1.6时,钢中［O］质量分数可控制在10×10-6,且该精炼渣系对Al2O3有较好的吸附性。在确保精炼脱氧的同时,降低钢液二次氧化,达到IF钢洁净冶炼目的。     

Evaluation of Sulfur Addition to the High Basicity Slag on the Sulfur,Aluminum, and Cleanliness of High Sulfur Al‐Killed Molten Steel

In the present work, the influence of sulfur addition to the high basicity slag on the Al‐killed molten steel with high sulfur content was investigated by using a vacuum induction furnace at 1873 K in MgO crucibles. CaO–SiO₂–Al₂O₃–MgO–CaS slags were used to study the effect of high basicity slags with different CaS contents on sulfur loss, aluminum loss, and total oxygen content in the molten steel. It is shown that the sulfur content in the molten steel decreased with the time, and the addition of CaS into the slag can reduce the sulfur loss in the molten steel. Moreover, there was a decreasing tendency of the aluminum content in the molten steel with the time, and the addition of CaS into the slag can reduce the aluminum loss in the molten steel. Total oxygen content in the molten steel first increased and then decreased with the time when no CaS was added into the slag. However, it decreased monotonically with the time when the addition of CaS was made into the slag.     

不同RH脱氧方式对含铝电工钢的影响

摘要：研究了RH脱氧方式（铝脱氧,先铝后硅;硅脱氧,先硅后铝）对含铝电工钢洁净度、渣成分、夹杂物演变及连铸过程的影响。2种脱氧方式下钢包顶渣的氧化性相似,热力学计算表明硅脱氧的顶渣对铝酸盐夹杂物的吸收能力强于铝脱氧渣。铝脱氧钢中夹杂主要为Al2O3 CaO CaS复合氧化物,硅脱氧钢中夹杂物主要是Al2O3。2种脱氧方式下,热轧钢卷中的典型夹杂物都是AlN、MnS和复合铝酸盐。由于脱氧方式和钢中N、S含量的差异,铝脱氧热轧卷中夹杂物的含量是硅脱氧的2～3倍,这与理论的预测结果完全吻合。由于钢液中Ca含量不同,硅脱氧的钢水在CSP连铸过程中会引起中包塞棒上涨,因此建议在传统的连铸工艺中采用硅脱氧,在CSP工艺中采用铝脱氧。