EAF-LF-VD全流程生产T91钢的洁净度研究

通过对T91钢种的EAF-LF-VD全流程的取样分析,研究了钢中氧氮含量的变化情况,以及夹杂物的转变过程。结果表明:LF至VD氧含量呈逐步下降趋势,在LF炉中出现增氮现象,VD破空后氮含量下降,然后进行增氮。热力学分析得出全流程中前期适合脱氮,后程适合增氮。夹杂物的数量在LF炉与VD炉中分别有下降的趋势,轧材中夹杂物数量升高。LF进站主要为形状不规则的Al2O3,LF精炼结束时钢中夹杂物多为圆形,内部为先析出的Mg O-Al2O3,外部为Ca O-Al2O3。VD过程中夹杂物尺寸有所下降,主要成分均为Ca O-Al2O3-Mg O。轧材中夹杂物多为大尺寸的条状Al2O3夹杂物,与不规则的链状Al2O3-Mg O尖晶石类夹杂物,该类夹杂物主要来源于浇注过程的二次氧化,对轧材危害较大。

20Mn2钢钙处理过程钙铝比对夹杂物转变的影响

钙铝比是表征钙处理效果与喂入钙线量的重要指标,利用FactSage热力学软件对影响钙处理过程的因素包括温度、氧含量、硫含量进行了系统研究,得出各个因素对钙处理过程夹杂物转变的影响。在不同钙铝比的条件下,对20Mn2钢中夹杂物的析出过程分别进行分析,得出在w(Ca)/w(Al)=0.10时,夹杂物的液化程度最高,液相温度区间最大,钙处理效果最佳。针对20Mn2钢的合理钙铝比0.10进行工业试验并取样分析,得出夹杂物的内部成分与形核的温度区间有关,外层区域含有在降温过程析出的CaS,钙处理后钢中夹杂物的数量下降。

40t钢包底吹优化物理模拟研究

通过建立相似比为1∶3钢包物理模型及与原型相同孔隙率的透气砖模型,研究不锈钢偏心吹氩工艺;对钢液混匀时间、钢液面流速及渣眼等软吹工艺参数进行优化。试验结果表明,钢液混匀底吹气量在103.1 L/h(现场流量2.1 m3/h)以上时,混匀时间比达到50%以上。钢液表面流速表明在液面隆起边缘处(渣眼边缘)容易发生卷渣。渣眼直径受到吹气孔位置影响,底吹气孔越靠近钢包包壁,渣眼直径越小。距圆心1/2R及2/3R处进行软吹搅拌,可保证渣眼面积比分别小于12.4%及10.5%。优化后的钢包流场可以有效减少静吹氩过程中产生的二次氧化现象。

提高20Mn2钢洁净度的关键技术

通过对20Mn2钢原有工艺的取样与现场数据分析，得出提高20Mn2钢洁净度的关键环节，包括转炉终点控制、精炼造渣、钙处理3方面。结合热力学的理论分析，得出3个环节的优化方案，分别包括转炉炉后控制过氧化现象，提高转炉终点叫（C）≥0．08％，并且控制终点础（P）≤0．015％；炉后加入铝矾土与调节石灰加入量对精炼渣进行改质，使渣系成分落在w（CaO）=50％～60％，w（A1203）=20％～40％，w（SiO2）=5％～10％，w（MgO）=5％；控制钙处理环节二次氧化，并将钙线的喂入长度控制在145~216m。对优化工艺进行工业试验得出，连浇炉数由5．9炉升高至14炉，钢中氧含量明显下降，夹杂物数量与尺寸减小。

低碳含铝钢20Mn2精炼渣系CaO--SiO_2--Al_2O_3--MgO--CaF_2的优化

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相Ca O,并导致钢中含有Ca O类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差.利用Fact Sage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化.结果表明,Ca O/Al2O3质量比在1.5左右添加质量分数为3%Ca F2可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着Ca F2含量的升高呈现先降低后升高的趋势,Mg O的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大.在Si O2质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着Ca O/Al2O3质量比的增加而降低,在Si O2的质量分数低于30%区域随着Ca O含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在Si O2含量高的区域随着Al2O3/Si O2质量比的增加而升高,在Si O2含量低的区域随着Ca O/Si O2质量比的增加而增加.根据热力学分析结果得出合理的渣系范围：Ca O 50%-60%,Al2O320%-35%,Si O25%-10%,Mg O 5%-8%,Ca F20-5%.优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降.