超纯铁素体不锈钢夹杂物控制的研究进展

论述了超纯铁素体不锈钢夹杂物控制的热力学,着重于脱氧、TiN析出、尖晶石夹杂物形成及钙处理的热力学研究。介绍了VOD炉内夹杂物行为的数学模拟研究,分析了超纯铁素体不锈钢中夹杂物引起的产品缺陷、夹杂物形成规律及特征,指出TiN或Ti(CN)容易在MgO、Al2O3-MgO、Ti2O3基体上析出,形成包裹型复合夹杂物。最后提出了今后开展超纯铁素体不锈钢夹杂物研究的几点建议。     

VOD冶炼超纯铁素体不锈钢的脱氮研究

分析了VOD冶炼超纯铁素体不锈钢过程的脱氮热力学和动力学,得出其脱氮反应接近二级反应,可用Δ(1/w[N])来表示脱氮效果。用前期开发的脱氮模型计算并分析了VOD的脱氮过程,在VOD吹氧脱碳阶段,脱氮效果Δ(1/w[N])与脱碳量Δw[C]成正比,可用脱氮指数Δ(1/w[N])/Δw[C]来表征此阶段的脱氮能力,铬含量为11.6%、17.6%及20.5%的钢液脱氮指数计算值分别为208%-2、109%-2及81%-2,实际生产数据分析得出的对应的脱氮指数略高于计算值,而在VOD自由脱碳阶段,Δ(1/w[N])随时间变化的计算曲线基本不受初始氮含量的影响,温度是影响脱氮的主要因素。     

烟道竖炉电弧炉废钢预热特性研究

为了研究烟道竖炉电弧炉中废钢预热的特性,建立了废钢预热模型,此模型是竖炉冶炼动态模拟的一个子模型。模型可以计算,预热废钢人炉温度,为炉内动态模拟提供初始数据;在关闭手指预热条件下的料柱温度分布,根据这样的分布可以让操作人员选择合适类型的废钢进行预热,确保预热过程中局部预热温度不超过1000℃,防止粘接影响下料;不同类型废钢的平均预热温度,为能量结构模型的优化计算提供初始数据。提出了如何利用好废钢预热技术的建议。     

电炉炼钢过程渣线镁碳砖侵蚀机理研究

针对宝钢电炉冶炼过程中，炉衬渣线镁碳砖耐火材料侵蚀严重导致电炉炉龄偏低的问题，通过对镁碳砖耐火材料侵蚀微观结构的观察及钼丝炉内炉渣侵蚀镁碳砖试验，得知FeO_x·MnO·MgO相是镁碳砖耐火材料溶解到炉渣后形成的主相，渣中FeO、MnO具备了溶解MgO能力，炉渣中FeO_x含量偏高是导致镁碳砖耐火材料侵蚀严重的主要因素；电炉炉渣体系内，炉渣碱度对镁碳砖耐火材料侵蚀影响不明显。钼丝炉内炉渣侵蚀试验表明：温度越高，镁碳砖耐火材料侵蚀越严重；高温段保温时间对侵蚀影响不大；渣线镁碳砖耐火材料进行冷热交替试验后，镁碳砖耐火材料侵蚀相对严重。根据试验结果，采取降低炉渣FeO_x含量、缩短冶炼过程炉与炉之间间隔时间等措施，炉壁镁碳砖耐火材料侵蚀得到缓解，电炉中期炉龄稳定提升到450炉以上。     

电炉冶炼不锈钢的泡沫渣技术探讨

分析了电炉冶炼不锈钢母液过程中能量输入的基本特性,指出电炉冶炼不锈钢的泡沫渣技术可很好地解决冶炼过程中存在的电耗高、冶炼周期长、耐材消耗大等一系列问题。理论分析了技术难点以及技术开发的可行性。技术关键是要解决渣的发泡性和制造发泡气源,由此概述了当前电炉冶炼不锈钢的泡沫渣技术研究的最新进展,最后讨论了该技术在中国的应用前景。     

现代电弧炉冶炼能量结构模型

建立了基于能量平衡描述冶炼周期、电耗与操作工艺参数之间关系的电弧炉冶炼能量结构模型。根据电弧炉冶炼周期综合控制理论,指出现代电弧炉能量结构优化的核心是缩短冶炼周期和降低电耗。对于安钢100t竖炉电弧炉,通过该模型计算出最佳的工艺参数为热装31％铁水、吹氧量5500m^3／h、供电平均有功功率55MW、采用轻型废钢进行预热。铁水不足的条件下,应添加生铁或改性生铁作为补充,同时应根据冶炼周期最短的原则对吹氧制度和供电制度进行综合控制,保证冶炼过程中合适的吹氧量和提高供电的综合热效率。     

镁处理对430铁素体不锈钢夹杂物形成和凝固组织的影响

试验研究了0.000 5%～0.001 2%Mg对60 kg真空感应炉熔炼的430铁素体不锈钢(/%:0.04C、0.25～0.32Si、0.28～0.38Mn、16.5～16.9Cr)夹杂物形成和凝固组织的影响。结果表明,430钢液中添加镁合金后,钢中形成平均粒径更小,数量密度更大的含MgO复合夹杂物;镁合金的加入可以改善430钢的凝固组织,且浇铸温度越低,改善效果越明显,在1 580℃浇铸时,等轴晶率由常规钢的30.8%提高至镁处理钢的88.5%,相应等轴晶尺寸由1 741.6μm降至945.3μm。含MgO夹杂物与δ相二维错配度极小,可作为430钢有效异质形核剂,促进等轴晶的形成,抑制柱状晶的生长,细化凝固组织。     

现代炼钢流程冶炼工序的炉料结构研究

现代炼钢流程主要是转炉流程和电炉流程.在物料平衡和热平衡计算基础上,通过对冶炼周期的分析,指出电弧炉冶炼有一个最佳铁水比,转炉冶炼有一个最佳冷料比.对于安钢第一炼轧厂100 t烟道竖炉电弧炉最佳铁水比为31%,对于100 t转炉,冷料为全废钢条件下最佳冷料比为17%.     

含钛超纯铁素体不锈钢的铝脱氧及钙处理实验研究

通过500 kg真空感应炉对0.007%～0.015%C-15.96%～16.94%Cr-0.08%～0.36%Ti-0.015%～0.124%Al铁索体不锈钢的铝脱氧和钙处理实验,以及相应的热力学计算,对Al、Ti竞争氧化及夹杂物改性进行了研究.结果表明,当[Ti]/[Al]低于2.50时,氧化物夹杂主要为Al2O3,随[Ti]/[Al]的增加,钢中的主要夹杂由Al2O3向MgO-Al2O3-TiOx及Al2O3-TiOx转变,夹杂物平均尺寸逐步减小;钙处理后随[Ca]/[Al](0.01～0.08)的升高,钢中含钙复合夹杂的数量比例增加;包裹形复合夹杂的中心为氧化物,周边为TiN或Ti(CN).     

MgO-Al_2O_3-SiO_2复合夹杂物对430不锈钢凝固组织的影响

通过真空感应炉试验,研究不同Mg含量处理所获得的不同MgO-Al2O3-SiO2复合夹杂物对凝固组织的影响。试验结果表明,随着钢中Mg含量的增加,铸锭等轴晶率呈现先升高后下降的趋势,而等轴晶尺寸和柱状晶宽度呈现先降低后升高趋势,存在一个最佳的Mg的质量分数范围(5~13)×10-6,铸锭的等轴晶率在70%以上。夹杂物观测并结合热力学计算发现,随着钢中Mg含量的增加,MgO-Al2O3-SiO2复合夹杂物外层逐步析出MgO·Al2O3相;然而,Mg的质量分数高于13×10-6时,夹杂物外层开始析出2MgO·SiO2相。晶面错配度计算表明,MgO·Al2O3与δ-Fe的错配度为1.2%,2MgO·SiO2与δ-Fe的错配度为13%。可以判断,MgO·Al2O3相可促进等轴晶形成,抑制晶粒长大,2MgO·SiO2相则起不到促进形核作用。从而解释了铸锭等轴晶率、晶粒尺寸随Mg含量的变化规律。