碱性中间包覆盖剂对钢水洁净度的影响

通过氧氮分析、ICP-AES、SEM和EDS,试验研究4种成分不同的碱性中间包覆盖剂对钢水洁净度的影响,并从热力学角度分析了覆盖剂对钢液造成氧化的原因。结果表明,在1550℃下,提高中间包覆盖剂碱度以及降低其中MgO、Al_2O_3含量均有利于降低钢中的总氧含量,覆盖剂碱度最高时,T[O]含量最低,为12.8×10-6;在一定程度上增加中间包覆盖剂的碱度有利于钢中夹杂物数量的减少及尺寸的减小,但碱度过大反而不利于细小夹杂物的形成;此外,碱度更高的覆盖剂中SiO_2活度相对较低,向钢液中传氧量较少,因而对钢液二次氧化的程度小,更利于洁净钢的生产。     

BOF--LF--CC生产SWRH82 B硬线钢的洁净度研究

采用系统取样与实验室综合分析,对BOF-LF-CC工艺生产的SWRH82B钢洁净度衍变规律进行研究。结果表明,钙处理后钢中T[ O]和显微夹杂物数量显著下降,轻微增氮;浇铸过程增氧增氮严重;铸坯中<5μm显微夹杂占97%,主要是棱角分明的纯Al2 O3夹杂,球状复合氧化物与CaS和MnS的复合夹杂,简单氧化物或氮化物与MnS的复合夹杂;LF精炼后钙处理,脱氧显著,但使得铸坯中出现很多Al2 O3硬性夹杂,对SWRH82B盘条质量造成严重的危害;中间包结构不合理,卷渣、内衬侵蚀和二次氧化严重,连铸过程钢液洁净度下降。     

0Cr18Ni9不锈钢中非金属夹杂物来源

为了研究不锈钢连铸坯中非金属夹杂物的主要类型及其主要来源,用扫描电镜分析了0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的夹杂物成成,并分别在AOD渣、大包渣及中间包渣中加入示踪剂进行了三次示踪实验.实验结果表明,0Cr18Ni9不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO系夹杂物,其次为MgO-Al2O3类尖晶石和硫化物;非金属夹杂物的主要来源是AOD还原期的还原产物、脱硫产物和出钢时混入钢水中的AOD渣滴;AOD出钢后,大包顶渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣不会对钢液造成明显污染.     

用Al-CaO复合发热剂对钢液升温的实验研究

使用AlCaO作发热剂在中频感应炉内进行了钢液升温的实验研究·对实验中影响升温热效率的因素进行了分析,在工业生产中本复合发热剂中铝的升温热效率可达87%·在实验基础上,针对升温过程中钢液化学成分的变化还对AlCaO复合发热剂的辅助效果进行了分析,得出了使用AlCaO作发热剂对钢液进行升温是可行的,升温同时兼具脱硫效果,可有效防止连铸时中间包水口阻塞·     

BOF-LF-RH-CC流程钢液增氮控制研究

通过对25Mn2和36Mn2V转炉冶炼钢种氮含量取样分析,得出各工序氮含量变化的规律,研究各工序增氮机制及氮含量控制措施。结果表明,增氮量从大到小的工序依次为大包至中包的长水口段、LF精炼段、转炉出钢段,RH真空处理段钢水氮含量有所下降;采用适当的终点高拉碳工艺可降低终点氮含量;采用高碱度低熔点预熔渣覆盖钢液面和控制LF吹氩强度可减少精炼前期吸氮和避免钢水被吹裸而引起的吸氮;适当延长极限真空度保持时间有利于进一步降低钢水中的氮含量。     

82A钢凝固过程中TiN夹杂析出热力学和动力学

用热力学和动力学方法研究82A钢液凝固过程元素偏析及其对TiN夹杂析出的影响.热力学分析表明, Ti的偏析比远高于N的偏析比;凝固冷却速度从6 K/min增至600 K/min过程中,凝固冷却速度对Ti、N凝固偏析比影响不大;钢液初始Ti含量降至0.000 2%、初始氮含量为0.002%～0.004%时,在凝固末期仍有TiN夹杂析出.动力学分析表明,随着钢液凝固冷却速度的加快,凝固析出的TiN颗粒尺寸明显变小.     

SPHC钢过程氮含量变化以及吸氮机理分析

检测涟源钢铁公司SPHC钢各工序钢中氮含量(质量分数)的变化,分析吸氮原因。结果表明,在涟源钢铁公司目前生产条件下,LF炉精炼过程中钢液吸氮量最大,高达16.01×10-6,且氮含量波动较大,在25×10-6~49.23×10-6间较大幅度波动,应控制该工序吸氮量并稳定操作。     

含硼氮中碳铝镇定钢中BN夹杂析出热力学分析

运用数值模拟方法对含硼氮中碳铝镇定钢中BN析出的热力学条件进行分析,研究该钢种在冶炼浇注及加热奥氏体化过程中BN夹杂物的析出规律,并与试验情况进行了比较。结果表明,在钢液中初始w(B)≤0.012%、初始w(N)≤0.03%的情况下,含硼氮中碳铝镇定钢浇注凝固过程中不能析出BN夹杂物,且钢液中B的富集程度远高于N,凝固末期残余液相中,B浓度是其初始浓度的20倍,N浓度约为其初始浓度的2.1倍;钢中w(B)为0.005%~0.01%、w(N)为0.01%~0.03%时,在1470K奥氏体化温度以下,可以稳定析出BN夹杂物,B、N含量越高,BN夹杂开始析出的温度越高;在奥氏体化过程中,钢坯中酸溶铝含量越高,越容易析出BN夹杂物。     

中碳含硼钢氮含量的控制

采用氧氮分析仪分析湖南华菱涟源钢铁集团有限公司中碳含硼钢A36-LB在生产各工序中氮含量的变化,研究其吸氮原因。结果表明,转炉终点碳含量控制不稳定是造成该厂钢中氮含量波动的主要因素;虽然转炉终点碳含量高可以降低钢中的氮含量,但同时也会导致钢中磷含量增高;在LF精炼整个过程中钢水增氮约11×10-6,增氮较多,其中原材料增氮并不是主要原因,主要原因是电弧加热过程增氮较为严重;连铸工艺段增氮较少,保护浇铸较好。     

涟钢RH—MFB精炼过程氮的行为研究

通过对真空钢液脱氮的限制性环节进行分析,结合涟钢RH-MFB实际生产情况,以确定涟钢RH-MFB脱氮的控制性环节及脱氮模型方程,并对影响钢液脱氮的因素进行分析.结果表明,涟钢RH脱氮的控制性环节为氮在液相边界层中的扩散,反应为一级反应;在工作真空度(67 Pa)下保持必要的钢水循环时间,有助于钢液脱氮;在深脱氧之后,钢液中氧的含量对脱氮的影响较小,而钢液中硫的含量一直较低,对脱氮的影响不大;钢液中碳含量的急剧下降带动了脱氮反应的进行,导致脱氮速率较大,当钢液中碳含量稳定后,钢液内的界面反应和吹氩对脱氮起主要作用.     

透气砖对底吹中间包钢液流动特性影响的水力学模拟

采用不同性能参数的多孔透气砖进行中间包底部吹气水模实验，研究透气砖的气孔率、透气度、平均孔径对所形成的气泡大小和能形成有效气幕所需条件的影响，并分析使用不同透气砖时的RTD曲线，对使用不同透气砖时的吹气参数进行了优化。研究结果表明，透气砖的气孔率、透气度越小，形成的气泡越小，能形成有效气幕所要求的吹气量越大。采用中间包底部吹气技术，当控制的吹气参数合理时，可以有效地延长钢液的平均停留时间，降低死区体积；在中间包底部同一位置吹气时，气体通过的透气砖不同，要求的吹气参数不同。     

中间包——一种典型的非等温反应器

温度差对中间包内流动的影响将直接影响中间包内许多冶金过程·在许多水模和数模研究中,中间包被看为一种等温反应器·研究发现,中间包内流动过程对温差十分敏感·物理模型实验、数学模拟和现场直接测定对温差的影响作了定性和定量研究·提出了鉴别温差影响的中间包准数,并给出临界值·     

连铸中间包内夹杂物去除行为的水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包水模型实验,考察了控流装置、浇铸速度、夹杂物粒径对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:挡墙-挡坝组合控流夹杂物去除效果最佳,中间包内强湍流区夹杂物的碰撞聚合以及向上和表面流速的增加是主因;中间包注流区加入抑湍器,虽然其流体流动特征发生改变,但对夹杂物去除率的影响并不显著;较高的浇铸速度下,单纯靠控流装置的优化已不能很好地改善夹杂物的去除效果.     

等离子体熔炼含氮合金钢研究

在敞口镁砂坩埚内，采用金属水冷非转移弧和石墨转移弧等离子体，以氮、氩、氧等混合气体为氮合金化元素，冶炼含氮的铬锰镍合金和不锈钢，在３０ｍｉｎ内，不锈钢中含氮达０．１５％￣０．３０％，代镍可达２％￣６％。分析钢液氮合金化的热力学，动力学条件，研究化学吸附和电吸附氮的现象，提出了强化扩散和对流扩散，加速钢液吸氮速度，提高钢液氮含量的工艺条件。     

湍流抑制器对中间包钢液流动的影响

采用水模拟试验研究湍流抑制器对中间包钢液流动特性的影响。结果表明,拉速变化时单层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小,双层湍流抑制器能延长包内钢液平均停留时间;液位变化时双层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小,相同液位下双层湍流抑制器使钢液在中间包内平均停留时间较之于单层湍抑器相应值至少增加20s;3种湍流抑制器对中间包流场的改善程度从大到小排序为:双层湍流抑制器,八角形湍流抑制器,单层湍流抑制器。     

板坯连铸中间包下渣量及影响因素水模型研究

对我国某钢厂单流板坯连铸机中间包进行了水模型实验研究,测定了不同条件下中间包的下渣量和中间包钢液的RTD曲线及平均停留时间,用NOSA统计软件对测试结果进行了数据处理。研究中发现,中间包下渣量与浇注高度、中间包结构、控流元件的位置和高度、大包换包及换包时中间包液面高度有关。同时还观察到,采用阶梯型结构的中间包,在每一个中间包浇注最后一炉时,既可以降低中间包下渣量,又可以提高金属收得率。     

CCSD36钢显微夹杂物

针对唐山某钢铁公司生产的CCSD36钢的生产工艺,采用示踪剂示踪、系统取样、综合分析的方法,对50炉CCSD36钢中氧氮含量进行分析研究,同时对LF处理前后、中间包及铸坯中的显微夹杂的变化进行了系统的分析。研究表明：钢中T[O]、[N]偏高,应加强控制。钙处理前LF炉钢水中的显微氧化物夹杂主要为块状Al2O3夹杂、硅酸盐夹杂,钙处理之后球形钙铝酸盐的数量增加,Al2O3夹杂减少。钙处理效果显著。中间包和铸坯中的夹杂物主要是球形钙铝酸盐及钙铝酸盐与CaS组成的复合夹杂。LF处理前后钢中的显微夹杂数量为102.15个/mm2和55.16个/mm2,去除率达46%,中间包内显微夹杂平均值为39个/mm2,比LF出站时降低29.3%,正常坯显微夹杂物数量的平均值为36个/mm2,与中间包显微夹杂含量相比,只降低7.8%。结合其能谱分析表明,大包到中包及中间包到结晶器二次氧化严重,应加强保护浇注。     

扩张型长水口对中间包冲击区钢液流动的影响

建立中间包浇铸过程钢-渣-气多相流数学模型,研究稳态浇铸和换钢包过程非稳态浇铸时,扩张型长水口对中间包冲击区钢液流动行为的影响。结果表明,稳态浇铸时,使用扩张型长水口可以有效减小冲击区内钢液湍动能和液面流速,降低钢液面裸露和钢渣卷混的倾向;换钢包非稳态浇铸时,随着扩张型长水口内径增大,钢液面裸露面积整体逐渐减小,但长水口内径扩张2倍时,会由于排除气体量大,造成钢液面较长时间的裸露;使用内径扩张1.5倍的长水口时,钢液面裸露面积小,没有明显的钢渣卷混,有利于提高钢液纯净度。     

蝶式感应加热中间包流场与升温特性

针对传统连铸设备中间包钢液入口与浇注口距离近无法安装感应加热装置的问题，设计出一种新型蝶式感应加热中间包，并建立三维非稳态磁-热-流耦合数学模型研究电磁场对蝶式中间包内流场和温度场的影响，得到感应加热功率与升温特性间的关系.结果表明，感应电流在中间包中形成闭合回路且主要集中在通道处.偏心电磁力使得钢液在通道内产生旋流并伴有较大切向速度，流出通道的钢液向浇注室上方运动.中间包过流量为2t/min时，无感应加热情况下出口温降为7K，而有感应加热情况下，当加热功率由600kW增至1000kW，出口温升由8K增至27K.