VD精炼技术的研究进展

VD(Vacuum degassing)精炼在真空气氛下有强烈的渣-钢反应,具有脱气、脱硫以及控制非金属夹杂物等功能,是生产高品质洁净钢的重要精炼方式。介绍了VD精炼技术的发展历程和工业应用,详细阐述了在脱气、脱硫、夹杂物控制等方面的研究和生产应用情况,并对VD工艺提出了建议。VD精炼中真空脱气(O、N、H)的研究主要集中在优化工艺参数和提升设备性能方面,能将钢中氢质量分数控制在(1~2)×10^(-6),氮质量分数控制在(40~60)×10^(-6),且VD真空脱氮具有一定的优势。脱硫方面,VD精炼有良好的热力学和动力学条件,能将钢中硫含量控制在很低水平。夹杂物控制方面,通过优化炉渣成分和工艺参数,VD精炼可以减少夹杂物数量、对夹杂物进行改性。相关的研究结果对VD精炼的研究与生产具有一定的指导意义,为降低钢中杂质元素含量、控制非金属夹杂物、提高钢的洁净度提供了有益的参考。

高锰高强IF钢转炉-连铸过程中夹杂物演变与控制

为了摸索高锰高强IF钢钢液洁净度及夹杂物演变规律,采用Thermofisher Explorer 4全自动夹杂物分析仪对转炉-连铸过程中夹杂物进行分析和研究。结果表明:高锰高强IF钢RH结束、中间包和铸坯中全氧含量依次降低,铸坯全氧随着宽度方向由边部向中心位置移动而逐渐增加。高锰高强IF钢RH进站时主要夹杂物为椭球状或球状含有P_(2)O_(5)的FeO-MnO夹杂,加铝脱氧后主要夹杂物转变为Al_(2)O_(3)夹杂,RH结束、中间包Al_(2)O_(3)主要类型为小型块状和不规则形状。铸坯中主要夹杂物为块状、棒状、不规则形状Al_(2)O_(3),尺寸多在10μm以下,边部位置TiN、MnS析出物较少,中心位置MnS析出物进一步增加,也存在少量TiN析出。热力学计算普通IF钢、高锰高强IF钢TiN析出温度分别为1745、1589 K,MnS析出温度分别为1450、1675 K。通过增加铝钛间隔时间、降低脱氧前氧、进行钢包渣改质,高锰高强IF钢钢液洁净度得到显著改善。

轮辋用钢B类非金属夹杂物控制研究

以转炉炼钢—LF精炼-RH精炼-控轧控冷工艺生产的轮辋用钢为研究对象,利用扫描电镜对轮辋用钢中非金属夹杂物超标问题进行分析。结果表明,钢中大尺寸B类非金属夹杂物主要成分为12CaO·7Al2O3等低熔点钙铝酸盐。在冶炼过程中不同熔点的钙铝酸盐夹杂物在钢液中运动状态不同,固态夹杂物比液态夹杂物更容易被去除。采取的工艺优化措施为降低Ca含量以及调整精炼LF炉脱S模式,优化后提高了钙铝酸盐夹杂物熔点,使其在冶炼过程中更容易被去除,提高了热轧板卷非金属夹杂物检验合格率。

RH真空冶炼过程中锰损

为了减少RH真空冶炼过程中钢水锰元素偏差和提高最终产品性能的稳定性,采用直读光谱仪对不同条件下RH真空冶炼镇静钢与非镇静钢锰损情况开展研究。结果表明,RH真空冶炼过程中锰损存在4种形式,与钢水中自由氧反应烧损、钢渣界面反应、合金粉末抽吸、真空锰挥发;随着钢水中锰含量增加、真空时间延长,钢水温度和氧化性提高,RH真空锰损逐渐增加;真空度小于1000 Pa时,RH真空锰损随真空度的降低而降低,而当真空度大于1000 Pa时,继续降低真空度,RH真空锰损几乎不变。通过降低RH真空度、进站锰含量和温度、减少RH真空处理时间等措施,RH结束目标锰的质量分数±0.01%命中率接近100%。

中碳低硅铝镇静钢连铸浸入式水口堵塞的原因分析及解决措施

结合浸入式水口堵塞物的分析,从钢水成分、顶渣、温度、精炼工艺、喂钙、连铸吹氩等多个方面,研究了中碳低硅铝镇静钢3种不同精炼工艺连铸浸入式水口堵塞成因。确定浸入式水口堵塞的主要原因有:水口吹气流量低不利于防止水口堵塞,顶渣氧化性强,加Al和上浮控制操作不规范,钙处理变性效果差,塞棒、板间、水口吹氩压力低。提出了适用于工业化生产的技术措施,工艺过程控制参数优化后,连浇炉数达到12炉以上。

超低碳钢热轧板卷渣缺陷研究

通过采用扫描电镜方法对京唐公司超低碳钢热轧板生产过程中因卷渣造成的缺陷进行了详细分析,确定该类缺陷主要由连铸过程中结晶器保护渣的卷入造成。并对超低碳钢热轧板缺陷发生率与铸坯缺陷位置、浇铸炉数、非稳态浇铸、过热度、液位波动等工艺控制参数进行统计分析,找出合理控制卷渣缺陷发生的参数。经过工业生产验证,取得了有效控制卷渣缺陷发生的实际效果,卷渣缺陷发生率由1.3%降低至0.3%以下。

非稳态浇铸连铸坯控制技术

针对连铸过程中产生的非稳态坯,通过夹杂物分析和氮氧分析,掌握各类非稳态因素对铸坯质量的定量影响。从夹杂物数量密度对夹杂物进行了分类,得到铸坯质量优先级顺序:正常坯>尾坯>换水口坯>头坯。对非稳态坯进行有针对性地工艺技术攻关,采用中包充氩技术、快涨拉速技术,头坯头部全氧质量分数由研发前的7.1×10^(-5)降低至当前的4.0×10^(-5);通过快降、快涨拉速协同控制技术、接痕控制技术,换水口坯大型夹杂物数量(大于50μm)由研发前的0.8个/cm^2降至0.4个/cm^2;采用"一键式"拉速控制技术、二冷水幅切控制技术和轻压下时间控制技术,尾坯的中心疏松得到了显著改善。