钢液炉外精炼的基本理论和初步实践

本文介绍了我国自行设计和制造的第一台真空脱气、电磁搅拌和电弧加热多功能的炉外精炼炉。结合工艺讨论了炉外精炼过程中的几个理论问题:关于真空下碳脱氧的问题;关于搅拌和去除夹杂的关系问题;关于精炼过程中加热的必要性问题。通过在北京钢厂精炼炉上百余炉的实验数据证明,炉外精炼对改善钢的质量、提高钢的产量和降低钢的成本等方面具有明显的效果。     

超低炭钢种的真空氧氩炉外精炼

用旧有罐式真空脱气设备改造成的真空氧氩炉外精炼工业性试验装置,试炼了超低炭不锈钢、微炭电工纯铁和镍(钴)合金。通过试验证明: 1.在氩气来源不足和生产钢种较多的特殊钢厂中,采用既能真空吹氧脱炭又能真空吹氩去气的真空氧氩炉外精炼设备是合理的; 2.设备构成中采用水冷拉瓦尔喷枪吹氧,氧浓差电池控制吹炼终点,真空加料装置进行脱氧、造渣和调整成分,以及采用自动对中心的桶盖对保证精炼过程的顺利进行起了重要的作用; 3.结合实际制定的精炼工艺可以保证有效地脱炭、去气,达到较高的铬回收率和得到优良的产品质量; 4.此种精炼方法可以大幅度地降低成本、降低电耗和提高电炉的生产率; 5.所得技术资料可以作为设计新的生产性设备的依据。     

CO2资源化用于钢液精炼的研究进展

将CO₂用于钢液精炼是CO₂资源化应用于炼钢流程的重要补充。基于CO₂用于钢液精炼的最新研究进展，分析了CO₂气体在精炼钢液中冶金反应行为，重点综述了常压以及真空精炼过程，CO₂作为保护气体、搅拌气体或反应气体等在炉外精炼过程中的应用现状。常压条件下，CO₂可防止钢液增氮、调控钢液氧化性并延长底吹元件寿命；真空条件下，CO₂不仅能够发挥常压下的作用，且钢液深脱碳、脱气以及去除夹杂物方面的效果更加显著。最后，指出了目前CO₂资源化用于精炼过程中面临的问题，认为未来CO₂资源化用于精炼过程的研究应从以下2个方面展开：1)优化CO₂喷吹工艺；2)深入研究CO₂参与炼钢反应的基础理论。     

重轨钢采用RH和VD精炼的对比研究

在其他工艺相同条件下,对钢中全氧、Al含量、H含量、夹杂物成分、炉渣等进行了对比分析。在真空时间相同的情况下,RH脱氢能力优于VD,VD脱氧能力优于RH,但VD精炼后钢中Al含量偏高,炉渣碱度偏大,夹杂物易偏离塑性区。 RH精炼后渣中MgO含量明显升高,夹杂物成分也比较分散,可能是耐火材料尤其是插入管喷补料脱落导致外来夹杂物增多,而VD精炼后渣中MgO含量变化不大,夹杂物成分相对集中。建议采用RH精炼时,应提高耐火材料质量,减少插入管喷补次数,采用VD精炼时,应适当减少石灰加入量,降低渣中碱度并延长真空处理时间。     

Z向钢的研制及工艺研究

Z向钢是建造海上采油平台的关键钢种,它要求良好的沿板厚方向的抗层状撕裂性能,因此对钢中的硫含量和氢、氧、氮等气体的含量提出了较严格的要求。上钢三厂根据本厂设备条件,在一百吨氧气平炉上采用高温高碱度的冶炼工艺以及炉外喷吹硅钙粉     

炉外精炼工艺及钢种质量研究

炉外精炼技术,自五十年代后期发明以来,在世界各国得到了迅速的发展。它是提高特殊钢质量、降低成本,提高生产率的有效方法。该课题包括五个支课题任务。①为了更好地发挥引进设备的作用,对VOD冶炼工艺进行了大量研究工作。VOD冶炼不锈钢质量比电炉钢有明显的提高,尤其是钢中气体和夹杂含量显著降低,与电炉钢比较,     

高速重轨钢精炼理论与工艺

针对高速重轨钢精炼过程的脱氧、夹杂物控制和脱氢进行了理论分析,并结合工艺实践,对精炼过程中的炉渣碱度和精炼时间等进行了研究.理论分析表明,炉渣碱度高有利于重轨钢在LF精炼时脱氧,欲控制重轨钢中生成2CaO.Al2O3.SiO2,应尽量控制钢中的Ca和Al含量.工艺实践表明,在RH精炼时全氧含量和氢含量在15min左右已趋于稳定,炉渣碱度对脱氧无明显影响,但碱度高会有脆性夹杂物生成.建议高速重轨钢的精炼可以在LF精炼时采用较高碱度(2.5～3.0),在RH精炼时控制较低的炉渣碱度(2.0左右),同时控制RH精炼时间在15 min即可达到脱氢脱氧和控制夹杂物的目的.     

高压冶金技术在高氮钢冶炼中的应用

高压冶金技术促进了特殊钢冶炼的发展,阐述了高压冶金技术特征及其在高氮钢冶炼方面的发展及应用。结合在高压底吹条件下冶炼高氮钢的热力学和动力学理论,开展了高压精炼过程的数值模拟和物理模拟研究;分析了精炼压力和铸造压力对钢中氮含量的影响,在自制高温高压反应釜上,开展了大量精炼和铸造高氮钢的多因素热态实验,获得了冶炼合格高氮钢的高压冶金工艺参数。     

31Si2MnCrMoVE钢的冶炼工艺及综合性能评价

31Si2MnCrMoVE钢是用于航天固体火箭发动机的超高强度钢．鉴于国内31Si2MnCrMoVE钢的生产现状及装备条件，提出了一种冶炼工艺，即“电弧炉偏心炉底出钢、钢包精炼、真空脱气和电渣重熔”．对于采用新冶炼工艺生产的31Si2MnCrMoVE钢，通过金相组织分析、化学成分、常规力学性能、延性断裂韧度以及表面裂纹断裂韧度测试，各项指标均符合相关标准，表明该工艺可行．从而使该钢种在没有双真空冶炼设备的情况下得以生产，以降低成本。缩短生产周期．     

不同碱度精炼渣系对弹簧钢夹杂物的影响

大颗粒不变形夹杂物是造成弹簧钢疲劳失效的主要原因。为了优化高级别弹簧钢55SiCr中夹杂物的组成、形态与分布,采用两次LF炉进站精炼方式,并在二次精炼过程中设计了两种不同碱度的渣系,通过氧氮分析仪、电子探针等检测手段对比分析两种工艺下钢中全氧含量、夹杂物尺寸与成分。结果表明,低碱度精炼渣使弹簧钢夹杂物成分趋近于Al2O3-SiO2-CaO系统中低熔点塑性化区间,但不利于大颗粒夹杂物的控制与消除;高碱度精炼渣使夹杂物的平均尺寸更小,分布更均匀,但夹杂物中Al2O3含量偏高;高碱度精炼渣有利于钢液的深脱氧,钢的洁净度更高,但需注意连铸过程中钢液的氧化。     

低碳含铝钢LF炉精炼工艺及精炼渣的优化

针对低碳含铝钢转炉生产的粗钢水[O]含量高和钢水[C]低的特点,提出了采用CaO-Al2O3的LF炉精炼渣系.为兼顾脱硫和吸收同化夹杂的需求,可选取(质量分数)CaO=55%～60%,SiO2=4%-7%,Al2O3=28%～32%,MgO=4%～8%,CaO/Al2O3=1.7～1.9作为LF炉精炼终渣组成.出钢过程中采用渣洗工艺向钢包内加入大部分精炼渣、出钢末期对转炉下渣还原处理的造渣模式,结合足够的软吹Ar时间,对16MnR进行精炼,得到了脱硫率为61.8%,铸坯T[O]为22×10-6,铸坯中大型夹杂总量为15.68mg/10kg钢的良好冶金效果.     

高氟化钙还原性炉渣平一电混合炼钢

(一)前言 用电炉钢渣处理平炉钢水的平炉电炉混合炼钢方法,无疑地对钢的质量能大大改善。这种炉渣不但能完成去硫、脱氧而且能降低钢中的夹杂,去除钢中气体的综合任务。 根据当前生产情况,硫成为炼钢过程中最大的障碍,大大延长精炼时间,影响炉体寿命及钢的质量。为了解决此任务,我们采用混合炼钢的方法,扩大电炉造渣量,并改变炉渣成份,从而在炉外有效的解决了在炉内难以解决的脱硫任务,并提高钢的质量。熔清钢中硫在     

铝合金化与低倍缺陷的探讨

炉内铝合金化时,钢液中铝与炉衬和渣发生反应,Mg、Ca被还原进入钢液中。钢锭结晶时Mg、Ca的溶解度降低,重又以氧化物形式自钢液中析出,形成低倍缺陷。铝合金化改在炉外有助于消除缺陷。     

喷射冶金在钢中应用技术开发研究

喷射冶金是国外七十年代发展起来的一项冶金新技术,在铁水预处理和钢水精炼过     

采用石油液化气进行钢液脱氧

在实验室利用石油液化气对钢中氧进行去除。研究结果表明：利用石油液化气对钢液脱氧是可行的,配合 VD 真空冶炼,可用于生产高碳、高质量洁净钢。钢液脱氧时,通入氩气和液化气两者的混合气体的脱氧效果优于单纯通入单一气体,钢中氧含量下降更明显,碳含量增加幅度更低。混合气体对钢液脱氧操作8 min 后,钢中脱氧减慢,氧含量下降不明显。钢液脱氧的起始阶段,钢中碳含量增加较为缓慢,当钢中氧含量降低到一定水平后,钢中碳含量迅速增加。通入氩气,加强了钢液搅拌,在一定程度上抑制钢中氢含量的增加速度,促进了钢中氢的去除。     

帘线钢中氧化物夹杂控制技术在生产中的应用

在帘线钢冶炼过程中,通过采用炉后弱脱氧、防止钢液污染,以及控制精炼顶渣碱度指数和Al2O3含量指数等措施,使钢中夹杂物向低熔点区域转变,促进钢中夹杂物上浮、排出钢液,同时也使钢中残留氧化物夹杂具有良好的变形性能.实践表明,通过采用上述工艺措施,帘线钢中夹杂物成分、尺寸和变形性得到了有效控制.     

“零夹杂”超级纯净钢精炼理论与工艺探讨

通过热力学计算，分析“零夹杂”超级纯净钢精炼过程中防止氧化物夹杂析出的工艺条件和在真空精炼过程中氧化物夹杂被碳还原气化的热力学条件，以及钢液中氮化钛析出的热力学条件。指出在真空条件下钢液中氧化物 夹杂被还原气的反应受反应动力学条件的限制，同时提出“零夹杂”超级纯净钢精炼工艺的要点。     

转炉—精炼—连铸工艺生产65#钢质量控制

针对65#钢的技术难点,采用转炉-LF炉-连铸工艺生产65#高碳钢.采取以下措施:在转炉冶炼环节中控制入炉原料,改进装料制度,采用MURC多功能复吹,合理挡渣出钢渣洗;炉外精炼环节中,选择合适的精炼渣系,提高脱硫能力,控制钢中Al含量,稳定钢水成分和温度等;连铸环节中,选择合适浇注温度,改善二次冷却,全程保护浇注,使用结晶器电磁搅拌技术.结果表明:铸坯低倍组织控制良好;铸坯碳偏析指数控制在1.1以内,符合钢种要求;对改进后的产品质量取样分析,检验结果完全达到了相关产品标准的要求,达到了国内同类产品先进水平.     

RH真空处理GCr15轴承钢中全氧及显微夹杂物的行为研究

针对RH工艺生产轴承钢,通过现场试验研究了RH真空处理时间对钢中全氧和显微夹杂物的影响.试验结果表明,延长RH真空时间可以进一步降低钢中全氧和显微夹杂物的数量,RH脱氧主要是通过显微夹杂物的去除,全氧与显微夹杂物随时间的变化关系基本一致;真空处理25min可使钢液中全氧和显微夹杂降低约60%,比14min时多降低约13%,并得出邢钢轴承钢生产条件下,RH精炼过程钢液的表观脱氧速度系数为-0.036min-1;工艺优化后147炉轴承钢产品的平均全氧为6.7×10-6.     

VOD冶炼工艺和钢种质量的研究

炉外精炼是本世纪五十年代末期发展起来的一门炼钢新技术,不锈钢的炉外精炼技术在世界各国得到了迅速发展,目前世界上不锈钢日益增长,总产量的90％是用炉外精炼方法生产的。为了满足我国国民经济对不锈钢日益增长的需要,抚顺钢厂从西德引进了一台30吨VOD炉,由于没有引进工艺软件,投产后备项技术经济指标与国外先进水平比较有较大差距,所以工艺研究势在必行,此题被国家科委定为攻关课题。