近二十年宝钢RH装备及技术进步

在汽车板、硅钢、镀锡板、管线钢、船板等高等级品种钢开发和质量提升需求的推动下,近二十年来宝山基地在RH精炼装备、工艺技术及自动化等方面取得了长足的进步,特别在RH真空精炼装备、高效脱碳、低成本处理、顶枪真空加热、夹杂物控制、RH专线化生产、环保耐材、RH智能一键精炼等方面形成了具有自身特点的工艺技术,满足了品种钢开发、质量提升和产能提高的需求。

翻渣工艺在含铝钢生产中的实践应用

阐述翻渣工艺在某炼钢厂含铝钢生产中的实践应用。该厂在含铝钢生产中浇次前4炉造渣料通常使用石灰与合成精炼渣,浇次其他炉次的造渣料则使用前面炉次的钢包顶渣同时补加部分渣料,然后在精炼继续进行脱氧造渣、脱气、钙处理和软吹等操作。通过对产品生产过程的硫变化、钢水浇注曲线、连铸坯中夹杂物水平及经济效益等方面分析,结果表明,含铝钢采用翻渣工艺后产品的纯净度提高,可以推广、推行。

RH真空精炼过程中气液流动特性研究

RH真空精炼在低碳钢生产中发挥着重要作用,通过数值模拟手段探究了RH真空精炼过程中气液流动特性。结果表明:通过数值模拟得到的流体流速与实验测量值吻合较好;氩气泡在上升管内的分布呈现“倒V”形;Ar-钢液两相区占比在距钢包底部3.7 m时增大至74.93%;钢液流速在上升管附近达到最大值1.2 m/s。

预造渣对LF炉精炼工艺影响研究

高效化生产条件下,LF炉是改善整体生产流程的关键,LF炉如何快速造白渣脱硫是限制环节。转炉出钢过程中采用预造渣工艺,实现了钢水深度脱氧,顶渣转化成还原渣,提前脱硫,减轻了LF炉脱硫任务,优化了LF炉造白渣工艺,实现了快速稳定造白渣。该工艺能提高LF炉生产效率,是实现高效化生产、节能降耗、低碳环保的有效途径。

高温氧化对粉末高温合金微观结构和疲劳性能影响研究

为了探究涡轮盘用粉末高温合金表面氧化对其低周疲劳性能的影响,分别针对第三代镍基粉末高温合金的粗晶(Coarse grain,CG)和细晶(Fine grain,FG)材料开展氧化时间对其疲劳性能影响机理的研究。通过在700℃空气环境下开展不同时长的高温预氧化实验和低周疲劳(Low-cycle fatigue,LCF)实验,使用SEM和EDS表征LCF断口、表面氧化层结构成分及其强化相形貌变化,揭示LCF裂纹萌生机理。实验结果表明,氧化层厚度随氧化时间而增加,氧元素以氧化侵入的形式进入基体;相同氧化时间下,CG抗氧化性能优于FG;疲劳裂纹萌生于氧化侵入和亚表面夹杂物等应力集中部位,在实验温度下LCF寿命受氧化作用和夹杂物共同影响;高温氧化作用下氧化层呈现分层结构,外层为NiO,中间层为含有Cr_(2)O_(3),TiO_(2)等复杂氧化物及尖晶石相(NiCr_(2)O_(4))的混合层,内层为Al_(2)O_(3);CG二次γ’相氧化后平均尺寸增加,FG二次γ’相平均尺寸没有明显的变化,但两种组织氧化后在晶界附近均观察到长条状的二次γ’相,表明高温氧化作用下晶界优先遭到破坏。

精炼工操作中各相界面的动力学行为研究

文章旨在深入探讨精炼工操作中液-气、液-固和固-气等不同相界面的动力学行为。通过对这些界面动力学特性的综述和分析,着重关注这些行为在操作过程中的表现,及其对操作效率和产品质量的影响。在液-气相界面,探讨了界面张力和表面扩散等动态特性,并阐述了其在操作中的关联。液-固相界面的粘附和浸润行为同样被深入研究,以及固-气相界面的吸附和腐蚀等特性。最后,总结了这些动力学行为对操作的实际影响,并提出操作优化策略。本研究拓展了对精炼工操作中界面动力学行为的认识,为未来相关领域的研究提供了有价值的参考。

钢包材质对高碳钢夹杂物影响的研究与优化应用

以高碳钢为对象,研究60 t钢包使用不同材质耐火材料对高碳钢夹杂物的影响,并对数据进行统计分析,寻求钢包材质优化措施,通过优化钢包材质和工艺,提升精炼钢水夹杂物控制水平,提高钢水洁净度,为品种钢质量提升和后续钢种开发奠定良好条件。

钢中不同形状夹杂物在超重力场中上浮模拟研究

超重力可促使夹杂物快速上浮,缩短其在钢液中的上浮时间.为研究夹杂物形状对其在钢液中的上浮行为的影响,本文使用流固耦合方法跟踪计算流体与固体界面状态,在二维纵切面中构建了三种具有不同形态比的夹杂物并在超重力场中进行上浮行为模拟研究.结果表明,夹杂物的上浮速度与自身形状和上浮角度有关,形态比越趋近1或上浮角度越接近垂直,上浮速度越快.在重力系数G=1000的超重力场中,长度为1μm的夹杂物未发生旋转.长度为10、20μm的夹杂物会自初始角度(45°、90°)旋转至水平后稳定上浮.超重力系数会影响夹杂物的旋转状态,随着重力系数的降低,夹杂物的旋转速度逐渐降低.当G=50时,长度为20μm的夹杂物(初始角度90°)未能完全旋转;同时也证明相较于垂直角度,初始即倾斜的夹杂物更易发生旋转.最后,指出通过模型预估离心处理时间应以水平状态下夹杂物的上浮速度为准,并基于该结论给出了夹杂物上浮去除的大致时间.

汽车大梁钢控氮工艺的优化

氮元素是钢中典型的有害元素,在结晶过程中,钢中氮的溶解度急剧降低,析出氮化铁(FeN、Fe 4N)位于晶界上阻止位错移动,虽可提高钢的强度和硬度,但会严重降低钢材塑性,易在后期加工过程出现开裂现象,同时氮含量易与钢中钛发生反应,降低有效钛,降低钢材性能。本文介绍了工业生产全流程氮含量变化,分析了钢中氮含量升高的主要因素并制定整改措施。通过明确转炉铁水、石灰、合金等原辅料的入炉标准,优化转炉吹炼枪位和炉后脱氧工艺,同时提高精炼埋弧效果,稳定控制大梁钢成品氮含量≤45 ppm,合格率达到95%。

RH精炼过程钢水增氮控制技术研究

在RH精炼过程中,钢水中的碳和氧含量、真空度、浸渍管内耐火材料布局对钢液增氮有显著影响,基于此,具体分析各影响因素对钢液中氮含量的影响机理,针对性地提出RH增氮控制措施和设备优化方案,使得RH工序能够稳定有效地控制增氮。经实践表明,采取相关措施后,RH最低增w[N]可控制在3×10^(-6),RH增w[N]小于8×10^(-6)的炉次占比可达90%以上。

轴承钢中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制

研究了轴承钢生产中各因素对钢中D类夹杂物形成的影响.对国内某特殊钢厂轴承钢中夹杂物进行了检验分析,发现钢中D类夹杂物存在多种形式;通过感应炉重熔实验,发现钢中Al含量对夹杂物的影响很大,Al过量,在MgO炉衬条件下,会大量生成MgO.Al2O3;当钢中Ca含量较高时,夹杂物全部变性为球状钙铝酸盐.研究表明,控制钢水中Ca、Mg和Al成分,是控制D类夹杂的重要手段.通过工厂试验证明,特定炉渣改性和成分优化对D类夹杂物有一定的改善作用.

钙处理工艺对低碳冷镦钢洁净度的影响

对钙处理工艺过程中夹杂物变性处理需要的钙含量以及硫化钙的生成条件进行了热力学计算,确定了LF处理后硫含量需控制的上限和钙处理后钙含量所需的下限;实验研究了温度和喂钙线量对钙收得率的影响以及钙处理后弱吹氩时间与钢中钙和铝的损失的关系.以理论计算和实验结果为基础,优化钙处理工艺,保证LF处理后钢液含硫不大于0.007%（质量分数）,按每炉钢喂钙线100～200 m、喂钙线后弱吹氩25 min,最终低碳冷镦钢夹杂物合格率达提高到92%.

高级别管线钢精炼工艺分析

对LF-VD、RH-LF和LF-RH三种精炼流程生产管线钢过程进行了系统取样和综合分析.结果表明:三种工艺均可生产高级别管线钢,但LF-RH流程可生产纯净度和洁净度更高的产品;不同精炼手段具有不同的精炼功能,但由于生产流程中相续精炼工序渣量和渣组成等的相互关联和制约,各精炼工序均会受到上下游精炼工序的影响.

晶内铁素体及其组织控制技术研究概况

介绍了晶内铁素体的组织特点以及晶内铁素体组织对钢材力学性能的影响,得出晶内铁素体能显著提高钢的冲击韧性.详细阐述了晶内铁素体的形核机理,分析表明目前晶内铁素体形核机理仍不够完善,尚未形成统一的机制.同时介绍了钛氧化物、Mn S、稀土氧化物等促进晶内铁素体形核的夹杂物,指出含Ti复合夹杂物是理想的晶内铁素体形核核心.最后分析了夹杂物尺寸、冷却速度对晶内铁素体形核的影响,并简述了一些晶内铁素体组织控制技术,结果表明Ti-B处理、Ti-Mg处理效果优于单独的Ti处理.

非调质钢中钛脱氧产物析出行为

从氧化物冶金的观点从发,利用扫描电镜和图像分析仪研究了非调质钢加钛脱氧后钢液中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布以及孕育时间对夹杂的影响,并考察了加钛前后钢的组织变化．结果表明：钛的脱氧产物都可成为硫化锰夹杂的形核核心；此类夹杂物呈细小弥散析出,适当的孕育时间可使夹杂细化；加钛后,钢的组织细化．

无取向硅钢精炼过程非金属夹杂物的行为

采用SEM-EDS等分析方法,分析了KR-BOF-RH-ASP流程生产无取向硅钢精炼过程非金属夹杂物的变化,并确定了夹杂物的主要来源。试验结果表明,RH处理后夹杂物以不规则形状的Al2O3为主,中间包试样中Al2O3类夹杂物大幅减少,而含CaS、MgO-Al2O3类的复合夹杂有所增加;各工位夹杂物尺寸多集中在0.5～3μm。

精炼渣发泡性能的实验研究和渣发泡条件的理论分析

对碱度为１．５～２．５，ＦｅＯ＜０．５％～１．０％的精炼渣进行了发泡性能的研究。实验在竖式电阻炉和中频感应炉内进行。分别测试了精炼渣碱度、助熔剂含量和发泡剂成分等因素对渣起泡率和发泡指数的影响。从理论上对渣的发泡行为进行了分析，导出了渣发泡需要气体量的计算公式。

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.

铁液碱性熔渣脱砷

中国储藏有大量的含砷铁矿。由于目前国内外钢铁生产流程中没有成熟的脱砷工艺 ,因此 ,开展钢铁脱砷技术研究对充分利用含砷铁矿资源 ,提高钢纯净度等有着迫切的现实意义。通过电阻炉上一系列实验研究 ,结果表明 :CaO基碱性熔渣对铁水可取得较好的脱砷效果 ;脱砷炉渣的X射线衍射分析表明CaO基碱性熔渣对铁液脱砷的产物是Ca3As2 ,脱砷反应为还原反应 ;脱砷的热力学条件是 :体系的氧位越低、铁液中硫含量越低、脱砷温度越高、熔渣碱度越高、脱砷效果越好。

LF炉运行电抗模型及供电优化

分析了LF炉实际运行行为,根据宝钢150 t LF炉的现场试验结果;建立了描述LF炉运行电抗以及二次侧运行相电压的关系式;并在综合考虑LF炉热平衡的基础上提出了合理的供电制度。