300t BOF-LF-RH冶炼过程X80管线钢氧含量控制

X80管线钢(基本成分/%:0.09C、0.42Si、1.85Mn、0.022P、0.005S、0.06Als)的冶金流程为KR铁水脱硫预处理-300 t顶底复吹转炉-钢包吹氩-LF-RH-250 mm×2 150 mm板坯连铸。工艺炼钢和精炼主要优化工艺为:控制转炉出钢下渣量≤4 kg/t,采用(%):55～60CaO、7～12SiO_2、25～30Al_2O_3精炼渣系,控制LF精炼渣CaO/Al_2O_3=1.7～1.9,CaO/SiO_2=4.5～6.0,(FeO+MnO)≤1.0%,吹氩站顶底吹氩预成渣,RH真空度≤66.7 Pa,RH后喂钙线0.8 kg/t。结果表明,转炉终点碳氧积由0.002 84降为0.002 44;精炼后(FeO+MnO)为0.913%,全氧含量为0.0013%。成品材夹杂物级别≤1.0。

300t顶底复吹转炉氧枪枪位的水模型研究和应用

研究了300 t顶底复吹转炉1:10几何相似比的水模型顶枪枪位(150~300 mm)和流量(44~48m^3/h)对钢液混匀时间的影响。模拟结果得出,最佳枪位为170 mm,最佳流量为45 m^3/h。钢厂300 t顶底复吹转炉应用结果表明,顶吹流量60 000 m^3/h和底吹流量1 000 m^3/h时,当顶枪枪位由1 900 mm改进为1 700 mm时,碳氧积平均值由原来的27.94降为23.49,提高了转炉内熔池的搅拌效果,吹炼时间由原15.8 min降低至15.5 min,降低了生产成本。

300t钢包顶底复合吹氩预脱硫工艺的物理模拟

对300 t顶底复合吹氩钢包预脱硫工艺进行几何相似比1:5.75的水模型试验结果表明,总供气量相同时,与单吹相比顶底复吹能有效提高预成渣速度,当顶底吹氩流量比为50:50,搅拌条件最好;根据水模型试验结果,在300 t钢包上建立顶、底吹氩装置,在微合金站实现预成渣脱硫,钢水平均脱硫率达22.29%,处理后平均终点[S]为0.004%,(FeO+MnO)降至3.48%。

180 t转炉超音速射流和聚合射流与炼钢熔池作用的水模型实验研究

以鞍钢180 t顶底复吹转炉为原型,设计超音速氧枪喷头进行了复吹转炉传统射流与聚合射流对熔池相互作用的水力学模型实验。超音速射流水模实验确定最佳的均混时间为12.6 s;在保持最佳顶吹气体流量的条件下,以降低枪位模拟聚合射流对熔池的相互作用。结果表明:当氧枪枪位下降到40 mm时,均混时间为11.8 s,这说明聚合射流完全可以达到传统射流对熔池的搅拌效果,可取消底吹系统,简化转炉设备和提高转炉炉龄。

120t顶底复吹转炉底吹系统的数学模拟和工艺优化

根据120 t转炉建立三维数学模型,并进行Euler两相流计算,找出底吹透气元件合理的偏心位置,由原8个透气元件均布方式,偏心位置为0.56R(转炉熔池半径)、夹角为45°,优化为6个透气元件,偏心位置0.53R2个、0.65R2个、0.46R2个,两组组合透气砖中心夹角180°,内部夹角30°。生产实践表明,优化后有效地减少底吹气体消耗,提高熔池搅拌功能,碳氧浓度积由优化前的0.002 674降低到0.002 513。

120 t复吹转炉吹氧后氩气搅拌工艺的冶金效果

转炉后吹氩气搅拌工艺可以更进一步促进钢液中的碳氧反应,有效降低转炉冶炼终点的钢液氧含量。通过对120 t复吹转炉的后吹氩气搅拌工艺的工业试验结果表明,后吹氩气搅拌可降低转炉终点碳氧积,底吹流量800 m^3/h的氩气搅拌5 min后,[O]从吹氩前的897×10^(-6),降至400×10^(-6);(FeO)从18.5%降至13.7%,平均[S]从0.009%降至0.005%,平均[P]从0.008%降至0.006%;搅拌3～6 min钢液平均温度降低10～20℃。

200t顶底复吹转炉半钢冶炼深脱磷工艺实践

针对转炉终点钢水磷含量高且波动大的问题,对钢水深脱磷控制难点及影响脱磷的因素进行了分析,提出了采用"双渣高拉碳放渣"的深脱磷工艺路线;通过优化造渣制度、供氧和底吹气制度、枪位控制和终点控制等脱磷工艺,9炉34CrMo4钢的冶炼结果表明,钢水脱磷率达84.6%,终点渣-钢磷分配比L_p达到90.1,实现了转炉终点钢水[P]≤0.006%的稳定控制,并通过采用滑板挡渣及顶渣改制等减少回磷的技术措施,具备了批量生产磷含量小于0.010%的低磷钢种的能力。

180t转炉底吹和顶-底复吹射流与熔池作用的水模型研究

根据180 t转炉的实际生产情况,以修正的Froude准数为相似准数,建立几何相似比10:1水模型,进行了四孔对称单纯底吹试验,并在最佳的底吹工艺参数下(底吹最佳位置为喷嘴所在同心圆直径:转炉熔池直径:0.3处;最佳流量为0.7 m^3/h,均混时间18.2 s),通过改变顶吹氧枪的气体流量和吹炼枪位进行了顶底复吹转炉射流与熔池作用的试验。结果表明,在底吹条件下,增加顶吹工艺(最佳枪位150 mm,最佳流量39 m^3/h),熔池平均的均混时间减少了5.6 s,180 t转炉顶底复吹可显著提高经济效益。

100t顶底复吹转炉底吹透气砖分布对钢液流场影响的数值模拟

利用Fluent流体软件,研究钢厂100 t顶底复吹转炉底吹透气砖数量(1~4)和分布对钢液流场及混匀时间的影响。结果表明,底吹砖数量和布置不同时,熔池的流动形成及搅拌效果也不相同;在气体总流量(100m^3/h)相同的情况下,单透气砖钢液混匀时间最长,为380 s;两块底吹砖非对称对角分布时,钢液的混匀时间最短,为204 s;其次为4块底吹砖平面对称分布结构,混匀时间为255 s。

100t转炉炉衬侵蚀因素的分析和长寿炉龄的工艺实践

通过分析了水钢100 t顶底复吹转炉炉衬的损坏机理和影响炉渣熔化性能的因素,得出每1%V_2O_5降低炉渣熔化温度27℃,每增加1%TiO_2含量,炉渣半球温度约降低5℃,当炉渣TFe含量在20%以上时,炉渣熔化温度在1 320～1 395℃。通过采取铁水捞渣工艺;建立转炉热平衡操作模式,提高拉碳率;铁水Si在0.6%～0.8%时,采用单渣操作,铁水Si〉0.8%时,采用双渣操作;建立转炉最佳炉型及控制措施;优化钢水温度制度和优化脱氧合金化制度,降低出钢温度;在补吹提枪前加入适量焦丁,确保冶炼终点炉渣中FeO保持较低含量,提高溅渣护炉效果等工艺措施,结果使转炉炼钢的耐火材料消耗降到8.75 kg/t钢,转炉炉龄达到29 336炉。

100t复吹转炉-RH-70mm板坯连铸流程0.88%Si无取向硅钢的夹杂物行为

0.88%Si无取向硅钢的生产工艺为100 t BOF出钢时加300kg石灰,终点[C]0.035%~0.05%,出钢温度1 640~1 650℃,RH吹氧脱碳,加99.0%Al-Fe合金6.69 kg/t,加70%Si-Fe合金15.70 kg/t,70 mm板坯连铸过程全程保护浇铸,使用镁质碱性中间包覆盖剂。分析结果表明,RH终点[O]28×10^(-6),铸坯[O]22×10^(-6),RH-前[N]为16×10^(-6),RH过程增氮4×10^(-6),RH结束到铸坯增氮6×10^(-6);RH脱碳终点时钢中夹杂物以球形MnO·Al_2O_3为主;RH出站时以不规则形状的Al_2O_3为主,并伴有少量单独存在的CaS夹杂;中间包钢液内的夹杂物主要以不规则形状的Al_2O_3为主;铸坯中多为不规则形状的Al_2O_3以及少量A1N,还有少量由结晶器卷渣引起的含Na成分的复合夹杂物。

唐钢60t转炉石灰石替代部分石灰造渣炼钢的工业试验

对唐钢60 t转炉石灰石替代部分石灰造渣炼钢进行工业试验和分析,结果表明,石灰石替代比在7%~33%时,估算吨钢节省能耗1.45~6.90 kg标煤;石灰石替代部分石灰炉次终点钢水平均P含量为0.02%,脱磷率均值达到83.13%。同时出钢温度增加,石灰石替代部分石灰造渣炉次的脱磷率下降,符合热力学规律;石灰造渣炉次吨钢入炉CaO量为51.99kg,而石灰石替代部分石灰炉次的吨钢入炉CaO量为51.67 kg,并无明显硅挥发现象。

复吹转炉射流与钢水熔池相互作用的水模型试验

根据鞍钢180 t复吹转炉的实际生产情况,设计了超音速射流氧枪并进行水模型实验,避免了亚音速射流氧枪所带来的氧枪枪位修正问题。通过10:1水模型,保证最佳的底吹工艺参数不变(4孔对称,底吹流量0.70 m^3/h),改变顶吹氧枪的气体流量(38～42 m^3/h)和吹炼枪位(130～210 mm)进行实验。结果表明:水模型最佳的工艺参数是枪位150 mm,流量39 m^3/h。

碱金属氧化物对转炉冶炼超低磷钢脱磷效果影响的工业试验

通过15k真空感应炉试验得出CaO基脱磷渣系中分别添加Li2O、CaF2、Na2O、K2O后均有明显的脱磷效果，其中Li2O含量5％～10％时脱磷效果最佳。120t顶底复吹转炉双渣操作的工业试验结果表明，脱磷前期在加31．46kg／t石灰、3．70kg／t白云石和0．70kg／t烧结矿的基础上添加13．88kg／t锂云母矿（／％：56．41SiO2，3．80FeO,4．50Na2O，4．17K2O，3．18Li2O）较未加锂云母矿的渣料（34．58kg／t石灰，5．41kg／t白云石，3．13kg／t的烧结矿）转炉终点渣氧化性低，转炉半钢的脱磷率和磷平衡分配比的平均值分别是未加锂云母矿的1．67倍和2．81倍，转炉终点的脱磷率和磷平衡分配比的平均值是未加锂云母矿的1．02倍和1．47倍，与未加锂云母矿相比，转炉吹炼终点[P]可由0．009％-0．011％降低到0．005％-0．006％，能够满足超低磷钢生产要求。