LF处理过程中钢水增铝问题的研究

硅镇静钢及少量铝脱氧的钢在LF处理过程中会发生钢水中铝含量增加以及夹杂物组成改变的现象.通过理论计算和工业生产实践研究了不同的渣系、钢水成分、处理时间等对LF精炼过程增铝的影响,不同精炼渣系下钢中夹杂的组成,结果表明采用CaO-SiO2渣系LF处理过程几乎不发生增铝现象,而采用CaO-Al2O3渣系随着处理时间的延长以及钢种成分的区别,钢中铝有不同程度的增加,生产实践结果与理论计算趋势基本一致.采用CaO-Al2O3渣系精炼与CaO-SiO2渣系相比,钢中Al2O3夹杂数增加4倍,氧化物复合夹杂中w(Al2O3)提高113%,w(CaO)提高24.5%.在帘线钢72A以及HRB400、SS400钢的生产实践中加以应用,使得LF处理后72A的w(Al)小于0.000 5%,HRB400、SS400的小于0.003%,避免了有害夹杂物的形成,消除了在小方坯连铸过程中的水口堵塞现象.     

含Al2O3和CaF2炉外精炼渣在镁白云石耐火材料中的渗透

用旋转圆柱体法研究了含Al2O3和CaF2炉外精炼渣在镁白云石耐火材料中的等温渗透。炉渣渗入量随渣中Al2O3含量增加而增加，随渣中CaF2含量增加而降低；随砖中MgO含量增加而增加；镁白云石耐火材料中，炉外精炼渣渗透可用L=(F/η的平方根)。（CaO）^-3来预测其规律。     

CaO-Al2O3-SiO2系渣中Al2O3含量对铝镁质浇注料侵蚀的影响

摘要：钢中添加适量铝元素可以提高其韧性与耐腐蚀性,但在冶炼过程中会影响炉渣中Al2O3含量而改变其与现行铝镁质浇注料的界面反应,制约钢种冶炼及品质提升。因此,采用静态坩埚法开展铝镁质浇注料的抗CaO-Al2O3-SiO2渣蚀实验,并结合热力学模拟计算探究Al2O3含量（w(CaO)∶w(Al2O3),C/A）变化对耐火材料渣蚀的影响规律,得到以下结论：随着熔渣中Al2O3含量的增加,铝镁质浇注料与熔渣反应界面越易形成更厚的高熔点隔离层,将耐火材料组分向熔渣中的直接溶解转变为间接溶解,有利于提升铝镁质浇注料的抗侵蚀性;当渣中的Al2O3质量分数在32%左右时,熔渣的侵蚀性总体较弱,但当渣中的Al2O3质量分数不小于36%时,熔渣对铝镁质浇注料产生了严重的渗透性,也易造成材料变质剥落。这为面向含铝钢冶炼用耐火材料的优化设计提供参考。     

真空条件下高低钙镁钙材料抗侵蚀性的研究

采用真空感应炉浸棒法,研究了高钙与低钙材料在真空动态条件下抗侵蚀性的差异。该法的实验条件是真空度5kPa、1650℃保温25min;观察与测量了实验后的试样,并用SEM与EDAX分析了侵蚀后试样的结构与组成。结果表明,在CaO-SiO2熔渣条件下,低碱度熔渣对镁钙试样有较强的侵蚀性,随熔渣碱度的升高其侵蚀作用明显缓解,当碱度R〉1．5时试样的抗侵蚀性恶化,低钙镁钙材料的抗侵蚀性优于高钙材料。在CaO-Al2O3熔渣条件下,2种材料的抗侵蚀性都很差。     

AOD终渣对镁钙质炉衬侵蚀的实验研究

研究了AOD终渣的碱度、MgO含量、CaF2加入量和Al2O3加人量对镁钙炉衬侵蚀的影响,比较了相同成分炉渣对不同CaO含量的镁钙质坩埚侵蚀情况,并利用扫描电镜对耐材的反应层进行能谱分析,研究结果表明:炉渣碱度是对镁钙质炉衬侵蚀最重要的影响因素,增加炉渣碱度可以明显降低对炉衬的侵蚀;增加渣中MgO含量和减少CaF2加入量也可降低对炉衬的侵蚀;增加镁钙质耐材中的CaO含量,其抗CaO-SiO2-MgO渣的能力增加.     

钛微合金钢炉外精炼相平衡研究与热力学分析

摘要：为了解钛微合金钢炉外精炼过程中Ti元素在渣 钢间的平衡分配行为及走向，应用分子相互作用体积模型（MIVM），通过规范子二元系活度标准态和优化模型参数，建立了CaO-Al2O3-FeO-TiO2熔渣活度计算模型，并预测渣中各组元活度；在含钛钢炉外精炼条件下，应用MIVM和Wagner公式研究了Ti在精炼渣CaO-Al2O3-FeO-TiO2与含钛钢液Fe-Al-Ti O间的平衡分配及影响因素。研究结果显示：渣中FeO的活度预测值与实验值符合较好，平均相对误差为9%；Ti在渣-钢两相间平衡分配比的计算值与工业数据符合较好；分配比随钢液中Al含量的降低、温度的升高和渣中CaO与Al2O3质量比的增加而增大，该规律与实际生产相一致。因此MIVM对多元含钛熔渣体系组元活度具有较好的预测效果，所设计的相平衡研究方法合理可行。本研究可为含钛合金钢化学冶金的基础理论研究提供一定的参考。     

帘线钢中非金属夹杂物的控制技术研究

采用转炉、LF精炼、真空处理、软吹、连铸工艺生产帘线钢,将钢水中S、P、Ti、As等残余元素的含量尽可能降低,出钢采用含超低铝和钛的合金,使用低碱度的酸性渣进行炉外精炼,严格控制钢中酸溶铝含量,同时控制渣中MgO、Al2O3含量,将帘线钢中的非金属夹杂物控制在锰铝榴石(3MnO-Al2O3-3SiO2)和位于钙斜长石(CaO-Al2O3-2SiO2)和假硅灰石(CaO-SiO2)共晶线周边的玻璃态塑性夹杂区域内,尽可能降低钢中不可变形夹杂物,如Al2O3和(Mg、Mn)O.Al2O3的数量和大小,通过控制钢中钛、氮含量来消除TiN(TiCN)夹杂。     

AOD炉用高钙镁钙砖研究

以高钙镁钙砂为原料,制做高钙镁钙砖,研究高钙镁钙砖制备,检测分析制品的常温耐压强度、热震稳定性及抗渣性.结果表明:对于不同CaO含量的镁钙砖而言,CaO含量的增加会降低常温耐压强度,随着CaO含量的提高,镁钙砖的热震稳定性增加;CaO含量为40%、50%、60%的高钙镁钙砖都具有良好的抗渣侵性能,CaO含量越高,抗侵蚀效果越好.     

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%。     

高温下CaO—SiO2—FeO—MgO饱和—X渣系的泡沫性能

测量CaO-SiO2-FeO-Al2O3和CaO-SiO2-FeO-Al2O3MgO饱和－X（X＝Al2O3,MnO,P2O5和CaF2）渣系的泡沫性能是为了了解其泡沫特性,CaO-SiO2-FeO-10Al2O3渣（C／S＝0．93和1．2）渣系的泡沫化率随着FeO含量增加而减少,直到达20％为止。当FeO含量在20－40％时泡沫化率几乎恒定。熔渣粘度被认为是影响泡沫性能的主要因素,把Al2O3加入到硅酸盐熔渣中,因溶渣粘度增加,会造成泡沫化率增加;这可以用硅酸铝熔渣中Al2O3结构作用加以解释。在饱和MgO和Al2O3值渣系中,FeO相当于酸性氧化物,因为熔渣比饱和MgO和无Al2O3渣碱性更强。而这里FeO因为Al2O3提高了MgO在渣中溶解度而充当碱性氧化物。在饱和中加入MgO会减少泡沫化率,只是因为减少了熔渣粘度。但是,在熔渣中加入CaF2和P2O5会造成熔渣泡沫性能复杂;这可能是因为Marangoni效应。可以从如下的因次分析获得泡沫化率和熔渣的物理特性间的关系。∑＝214μ／√ρσ（关于CaO基渣系）∑＝999μ/√ρσ（关于饱和渣系MgO）泡沫高度可以认为是熔融铁脱碳率的函数,在电炉工艺中熔渣的泡沫作用可以作为脱碳率的函数加以讨论。     

精炼钢包用MgO-CaO浇注料的抗渣性研究

采用动态回转法研究了MgO-SiO2-H2O结合和聚磷酸盐结合的MgO-CaO浇注料的抗渣性。以MgO-CaO砂和CaCO3作CaO源，比较了CaO的引入方式对其抗渣性的影响。利用X射线衍射分析测定了各类浇注料在1600℃烧后的相组成，借助SEM和EDAX分析了MgO-CaO浇注料经渣蚀后的显微结构。研究表明。MgO-CaO浇注料中的CaO在高温烧成时参与了基质相的反应。CaCO3细粉的引入加大了CaO在基质中参与反应的程度。聚磷酸钠结合的MgO-CaO浇注料在高温烧成时生成高熔点的结合相硅磷钙钠（NC4PS），有助于提高抗渣能力。MgO-SiO2-H3O结合浇注料中的低熔点相钙镁橄榄石和镁蔷薇辉石（CMS、C3MS2）随CaCO3的引入而增多，对抗渣性不利。     

结合剂对铝镁浇注料抗渣性能的影响

利用SEM分析手段研究了铝镁浇注料的抗渣性能。发现在浇注料基质中尤其是在结合剂中应该降低SiO2和CaO的含量,减少砖层与渣层低熔点物质的生成,提高铝镁浇注料的抗渣侵蚀和渗透性能。     

镁钙砖的使用性能及其影响因素分析

介绍了镁钙砖的使用性能,包括耐高温性能、抗渣性能、抗剥落性能、耐磨性能、净化钢水的性能及抗水化性能,并对镁钙砖MgO/CaO比值、化学纯度和致密度等对使用性能的影响进行了分析和探讨,同时建议生产与用户使用条件相适应的＂专用型＂镁钙砖,以提高其使用效果。     

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In order to effectively protect the hearth lining of the blast furnace by using materials containing titanium, the corrosion behavior of slags containing TiO2 to Al2O3 ceramic cup was experimentally investigated through slag resistance test in static crucible and calculation of slag quantity by mass conservation of CaO. The effect of temperature, reaction time and slag binary basicity on the corrosion behavior was studied, and the corrosion mechanism was discussed. The results show that increasing temperature and prolonging reaction time can lead to an increase of corrosion of Al2O3 ceramic cup by the slags with TiO2, whereas the corrosion shows a decrease trend with the increase of slag binary basicity. The corrosion mechanism can be summarized as that: CaO and SiO2 in slag will react with Al2O3 from ceramic cup to form CA6, C2AS and CAS2; the formed CA6, C2AS and CAS2 will dissolve into slags?? some high-melting-point minerals such as MA and CA2 near the original brick layer of ceramic cup will be formed to make slag more viscous.     

钢水精炼配渣模型

考虑钢包带渣量和成分的变化,对CaO-SiO2-MgO-Al2O3(-CaF2)精炼渣系建立配渣模型.模型根据是否用铝还原钢包带渣的SiO2,可分两种情况通过化学计量计算达到目标渣成分时精炼渣各成分加入量.     

精炼渣对轴承钢中氧含量和夹杂物的影响

采用MoSi₂电阻炉在MgO质坩埚内进行了精炼渣成分(%:47～64CaO、13～23SiO₂、15～25Al₂O₃、5～10MgO、0～8CaF₂;CaO/SiO₂=2.0～4.5)对0.95%C-1.50%Cr GCr15轴承钢中氧含量和夹杂物的影响的实验研究。实验中发现,随精炼渣碱度CaO/SiO₂由2增加至4.5,钢液中的终点全氧含量由20×10^-6降至11×10^-6,夹杂物的总数量、总面积和平均半径减小。适当提高Al₂O₃含量或添加CaF₂,减少MgO含量,可以显著提高炉渣吸附夹杂物的速度和能力。低碱度渣精炼的钢液中夹杂物成分含有≥20%SiO₂,塑性较好,夹杂物的尺寸为15～20μm。高碱度渣精炼的钢液中典型的夹杂物是氧化铝和铝镁尖晶石等脆性夹杂物,尺寸≤5μm。     

镁钙材料抗精炼渣性能研究进展

本文综述了炉渣碱度,炉渣中氧化铝、氟化钙、氧化镁含量,镁钙材料中氧化钙含量与抗水化添加剂对镁钙材料抗渣性的影响。总结了提高镁钙材料抗渣性的方法。提出了镁钙材料抗渣性研究的方向。     

电熔镁钙砂的加入方式

以电熔镁砂和石墨为原料制备CaO含量不同的MgO-CaO-C砖,利用回转法对比了试样抗CaO-SiO2渣性能.结果表明:电熔镁钙砂的加入方式影响抗渣侵蚀及挂渣性能,在CaO含量相同时,电熔镁钙砂全以骨料加入时的挂渣性能较好,而抗渣侵蚀性能较差.只有当电熔镁钙砂骨料与粉料以一定比例加入,即当挂渣性能与抗侵蚀性能均衡时,MgO-CaO-C砖的残厚才最大.     

Interfacial Reaction between Refractory Materials and Metallurgical Slags containing Fluoride

Interfacial reaction between refractory materials such as zirconia, magnesia and doloma brick, and the metallurgical slags of the CaO‐SiO₂‐MgO‐CaF₂ system with varying CaF₂ content were investigated at high temperatures using various methodologies with static and dynamic modes. To figure out the corrosion mechanism due to interfacial reaction with the slag, the slag characteristics were examined in terms of flow temperature and viscosity and the corroded interface of zirconia, magnesia and doloma refractories were analyzed by SEM‐EDS and EPMA. With an addition of CaF₂, three different layers were formed at the interface between slag and zirconia refractory. Furthermore, the corrosion of zirconia refractory was found to be accelerated with an increase of CaF₂ which facilitated the dissolution of intermediate compounds. The penetration of slag through the grain boundaries of MgO refractory is enhanced by increasing the content of CaF₂ due to an increase in the fluidity of slag in the dynamic mode. On the other hand, in the static condition, a dense Ca₂SiO₄ layer is formed at the hot face of magnesia‐doloma refractory due to a reaction between silica in slag and lime in doloma, resulting in the protection of direct corrosion of refractory brick. However, the thickness of C₂S layer decreases with increasing content of CaF₂ due to an increase in fluidity of slag.