80t BOF-LF-VD-CC流程生产GCr15轴承钢控氧的工艺实践

分析了BOF终点[C]对终点[O]的影响,LF精炼渣(FeO+MnO)和[Als]对钢水[O]和钢材T[O]的影响。通过控制BOF终点[C]0.12%~0.15%,下渣量<0.10%,LF精炼控制[Als]0.015%~0.025%,采用高碱度中间包覆盖剂和专用GCr15钢连铸保护渣等工艺措施,在稳定工艺控制的条件下,可使钢中T[O]≤10×10^(-6),平均T[O]为6.62×10^(-6)。

150tBOF-LF-VD-CC流程无铝脱氧工艺高速轨钢冶炼过程的夹杂物行为

时速350 km高速钢轨要求钢中全氧含量T[0]≤20×10^(-6),非金属夹杂物B、C、D类≤1.0级。国内在重轨钢冶炼中,通常采用无铝脱氧工艺,即采用SiCaBa合金强化脱氧,形成了低熔点的Mn-Al-Si-Ba-Ca多元型氧化物夹杂,该类夹杂物在精炼中全部排出钢液。研究了铁水预处理脱硫-150 t顶底复吹转炉-LF-VD-280 mm×380mm连铸流程冶炼钢轨钢U71MnG时的夹杂物行为,包括无铝脱氧工艺钢轨钢中氧化物夹杂的组成及特征,转炉终点[C]对钢水氧活度的影响以及LF精炼渣碱度和VD后期软吹氩搅拌对钢氧含量和夹杂物的影响。结果得出,钢轨头部的≤20μm氧化物夹杂为精炼时二次脱氧产物,通过控制转炉终点[C]>0.15%,控制精炼渣碱度(CaO)/(SiO_2)=2.5~3,∑(FeO+MnO)≤1.0%可有效降低钢轨钢中氧化物的数量和尺寸。

60t BOF-LF-VD-CC流程生产齿轮钢20CrMnTiH的工艺实践

济源钢铁公司生产齿轮钢20CrMnTiH的工艺路线为60 t顶底复吹转炉-LF(VD)-150mm×150mm方坯连铸工艺。通过控制转炉终点[C]≥0.08%,钢包进行硅钙钡-铝铁-铝粒复合脱氧,LF采用SiO_2-Al_2O_3-CaO渣系精炼,LF精炼时喂Ti-Fe线微调钢中Ti成分,VD真空处理后≥15min软吹,中间包液面自动控制,全保护浇铸、M-EMS和F-EMS电磁搅拌,使齿轮钢20CrMnTiH成品成分(%)为:0.19～0.21C、0.23～0.27Si、0.86～0.90Mn、1.11～1.15Cr、0.057～0.063Ti、≤0.020P、≤0.010S,钢中全氧含量为(5.6～19.3)×10^(-6),氮含量为(40.6～65.2)×10^(-6),各项检验指标达到标准要求,Φ32～40 mm钢材的J_9 HRC值为34.42～39.10,△HRC≤6。

70t BOF-LF-VD-CC-HR流程试制磨球钢80MnCr棒材的开发

试制的80MnCr钢(/%:0.79~0.81C,0.92~0.97Mn,0.26~0.32Si,0.009~0.017P,≤0.005S,0.92~0.97Cr,0.06Mo,0.03~0.05Ti,0.027~0.032Al,0.0004~0.001 2O)的生产流程为BF-70 t BOF-LF-VD-Φ450 mm圆坯连铸-Φ90 mm棒材轧制。通过控制BOF终点[P]≤0.015%,终点[C]≥0.12%,出钢用1.5 kg/t_钢芯铝预脱氧、LF喂铝线脱氧,精炼渣碱度≥4,VD后喂钙线,连铸结晶器和末端电磁搅拌等工艺措施,钢中非金属夹杂物级别为:粗系0、细系≤0.5;低倍组织级别为:中心疏松≤1.5、一般疏松≤0.5、中心偏析≤0.5、锭型偏析0;钢材经超声波无损探伤检测,合格率达93.07%。

120 t BOF-LF-VD-CC流程生产磨球钢B2的工艺实践

磨球钢B2(/%:0.75~0.85C,0.70~0.90Mn,≤0.030P,≤0.030S,0.40~0.60Cr,≤0.20Ni,≤0.20Cu,0.010~0.060Al)的生产工艺流程为120 t BOF-LF-VD-180 mm×220 mm/260 mm×300 mm坯CC。通过转炉枪位及供氧强度控制、转炉留渣量及底吹流量的优化、转炉全铝一次脱氧;LF精炼渣系精炼渣碱度由3.44提高到4.25、控制VD氩气流量,VD后软吹≥15 min;连铸使用整体塞棒包、全保护浇注工艺、钢水10~25℃过热度操作、使用磨球钢专用保护渣和结晶器电磁搅拌320 A,4 Hz末端300 A,10 Hz,提高了磨球钢铸坯的内部质量,钢材的各项指标满足标准要求。

120t BOF-LF-VD-CC流程冶炼的20CrMnTi齿轮钢氧含量和夹杂物特性

采用全流程系统取样的方式,对120 t BOF-LF-VD-CC工艺生产20CrMnTi齿轮钢中氧含量和夹杂物特性的演变规律进行系统的分析和研究。实验结果表明,采用铝脱氧和高碱度[(CaO)/(SiO_2)=3.8~7]还原渣工艺,能使铸坯中T[O]低于20×10^(-6);中间包钢水中平均T[O]增加6×10^(-6);齿轮钢冶炼过程中,夹杂物完成了Al_2O_3→Al_2O_3-MgO→Al_2O_3-CaO-MgO的转变。

100t BOF-LF-RH-CC流程冶炼GCr15轴承钢非金属夹杂的演变

试验GCr15轴承钢(/%:1.00C,0.20Si,0.39Mn,0.015P,0.005S,1.50Cr,0.003Ti,0.015Als)的冶炼工艺流程为预脱硫铁水-100 t BOF-LF-RH-200 nm×200 mm坯连铸。主要工艺特点为BOF出钢过程加1.2 kg/t铝脱氧,LF精炼采用白渣操作,精炼初渣主要成分为(/%:22Al_2O_3,56CaO,10SiO_2,5MgO),RH 67 Pa,25 min,连铸过程保护浇注。两炉钢冶炼分析结果表明,钢中氧氮含量在RH破空样品中同时达到最低分别为7×10^(-6)~8×10^(-6)和24×10^(-6)~26×10^(-6),钢中非金属夹杂尺寸主要集中在3~8μm,并且单位面积夹杂物数量在RH破空样中达到最小;铸坯中非金属夹杂以Al_2O_3-CaO夹杂为主;在高碱度渣的条件下,钙铝酸盐与镁铝尖晶石很容易发生反应,碱度为2~3时会出现少量MgO-Al_2O_3,在渣碱度达到4以上时不会出现MgO-Al_2O_3系夹杂物,并且高碱度条件下MgO-Al_2O_3-CaO系夹杂物中MgO含量会降低。

转炉-LF-VD-CC流程轴承钢显微夹杂物的分析

系统分析了石钢45 t顶底复吹转炉-LF-VD-中间包冶金过程各工序轴承钢中显微夹杂物的行为、特征、数量及变化历程。钢中的夹杂物由LF处理前的块状Al_2O_3、铬硅酸盐和铬锰酸盐逐步转变为铸坯中的铬钙酸盐、球状铬硅酸盐和条状铬锰酸盐夹杂;显微夹杂数量平均值由LF处理前8.74个/mm^2减少为铸坯中2.72个/mm^2,夹杂物尺寸亦减小。

50 t EAF-LF(VD)-CC流程开发4130钢Φ350 mm连铸圆坯的生产实践

采用50 t EAF-LF(VD)-CC-缓冷工艺,通过控制电弧炉终点[C]0.12%~0.25%,终点[P]≤0.015%,出钢预脱氧和合金化,LF精炼时采用CaO-Al_2O_3系无氟预熔精炼渣,以及连铸综合铸坯控制技术包括钢水深度≥800 mm 19 t中间包,控制拉速0.35~0.45 m/min,钢水过热度15~25℃,优化二冷制度和末端电磁搅拌参数(350 A/8 Hz)等工艺措施,所生产的4130钢(/%:0.29~0.31C、0.25~0.28Si、0.51~0.54Mn、0.96~0.98Cr、0.19~0.20Mo、0.016~0.025A1)Φ350 mm连铸圆坯的[O]、[N]分别为(12~14)×10^(-6)、(55~70)×10^(-6),低倍组织≤1.0级,锻件的非金属夹杂物A、B≤1.0级、C、D≤0.5级,锻件超声波探伤级别、尺寸公差及表面质量等质量指标均满足用户要求。

CAS-LF-VD精炼过程82A帘线钢中夹杂物的转变

研究的0.80%~0.82%C帘线钢的生产流程为80 t:BOF-CAS-LF-VD-150 mm×150 mm CC工艺。通过顶底复吹转炉出钢过程加入300 kg金属锰和200 kg高纯硅进行硅锰复合脱氧,LF过程先造碱度(CaO/SiO_2)2.04的精炼渣,再将精炼渣碱度(CaO/SiO_2)降至0.86,保持渣中Al_2O_3含量为~5%,来控制钢中非金属夹杂物的塑性转变。结果表明,铸坯平均总氧含量为16×10^(-6),氮含量控制在50×10^(-6)左右,CAS(密封吹氩调成分)过程钢中夹杂物主要是MnO-Al_2O_3-SiO_2;LF、VD过程钢中和铸坯中夹杂物主要是CaO-Al_2O_3-SiO_2-MgO系,该类夹杂物尺寸偏小(2~3μm),分布在1 400℃低熔点区域附近。

高强度船板钢钙处理热力学计算分析-夹杂物变质研究和应用

通过钙处理过程中Fe-Al-Ca-O-S体系的热力学平衡计算,得出在1 873 K时各种平衡态下的[Al]-[O]、[Al]-[Ca]、[Al]-[S]平衡曲线图,并系统分析了各组元对夹杂物变质的影响。研究发现F-级高强度船板钢[Al]为0.02%~0.03%时,为保证夹杂物充分变质,钢中[O]控制在25×10^(-6)以下;钢液中生成12CaO·7Al_2O_3的[Ca]为15.24×10^(-6)~19.97×10^(-6),生成3CaO·Al_2O_3的[Ca]为70.87×10^(-6)~92.88×10^(-6);适当低的钢液温度有利于生成CaS,抑制MnS的聚集析出。120 t BOF-LF-VD-板坯连铸流程生产F-级高强度船板钢DNV F40(/%:0.092C,0.41Si,1.56Mn,0.015P,0.002S,0.032A1,0.035Nb,0.035Ni,0.010Ti,0.080V)的结果表明,当LF精炼渣组成/%:24.9Al_2O_3,55.6CaO,7.7MgO,8.0SiO_2,1.24TFe,加钙前钢中铝含量0.03%,氧含量0.0010%时,每炉钢水喂纯钙线150 m(0.21 kg/m),钢中夹杂物由加钙前Al_2O_3变质为球形钙铝酸盐夹杂物。

液化天然气储罐用9Ni超低温钢的冶炼和连铸生产实践

9Ni超低温钢(/%:0.03～0.05C、0.15～0.30Si、0.60～0.70Mn、≤0.003P、≤0.002S、9.0～9.5Ni、0.02～0.04Al)的冶金流程为180 t铁水预处理-180 t复吹转炉-LF-喂硅钙线-RH-180～250 mm板坯连铸。通过转炉出钢时钢包脱磷控制[P]≤0.0015%,LF脱硫使[S]≤0.001%,加铝粒和喂铝线控制[A1]0.02%～0.03%;RH前喂硅钙线RH真空度≤200 Pa,RH处理20 min以控制[N]≤25×10^(-6),[H]≤1.0×10^(-6);连铸使用电磁搅拌、轻压下和全程保护浇铸工艺,提高铸速使铸坯矫直温度≥950℃,铸坯在300℃缓冷坑40 h,使[P]、[S]、[H]、[N]、[0](/10^(-6))分别降至15、9、0.5、26、10,铸坯裂纹率降至0,轧制钢板的无损探伤合格率为100%。

薄板厂210tRH脱气工艺研究

通过210t顶底复吹转炉-LF-RH-宽厚板坯连铸流程对Q345E、Q345GJC和BQ550D等钢种进行45炉次RH脱气工艺试验,研究了RH真空处理对钢水脱氢、脱氧和脱氮效果的影响。得出,在RH真空度≤270Pa,环吹氩流量1200～1500L/min,高真空时间≥10min,钢中氢含量可达到≤2×10^(-6);当高真空时间为16min时,钢中氢、氧、氮含量平均分别为2.0×10^(-6)、13.2×10^(-6)和41×10^(-6)。

N含量对硼钢35MnB末端淬火性能的影响

35MnB钢由40 t EAF-LF-VD-180 mm×180 mm连铸的电弧炉流程和100 t BOF-LF-RH-200 mm×200mm连铸转炉流程冶炼。35MnB钢技术协议要求J19 HRC值为33～41。试验结果表明,电弧炉流程生产的35MnB钢J19HRC值为25～28,转炉流程生产的35MnB钢末端淬火试验J19HRC值为36～41。对比分析了电弧炉流程和转炉流程生产的35MnB钢的末端淬火性能。分析得出,电弧炉流程生产的35MnB钢中的平均N含量高达(80～90)×10、转炉流程为(45～50)×10^(-6),电炉钢中高N含量影响了B对提高钢材淬透性的作用,为了保证钢材末端淬火性能,应控制钢中N含量≤50×10^(-6)。

提高20CrMnTiH齿轮钢冶金质量的工艺实践

20CrMnTiH齿轮钢(/%:0.17~0.23C,0.80~1.20Mn,0.17~0.37Si,1.00~1.45Cr,0.04~0.10Ti,≤0.035S,≤0.030P,≤0.002 00)的工艺流程为脱硫铁水-120 t BOF-LF-160 mm×160 mm坯连铸-轧制Φ20~45 mm材。通过目标控制LF精炼渣碱度4.0~8.0,渣中(FeO)≤0.75%,[Als]0.020%~0.035%,LF白渣时间≥30 min等并经过Ca处理和吹氩搅拌等工艺措施,145炉分析结果表明,T[0]为0.000 6%~0.001 8%,158炉统计结果得出,当Ca/Als=0.10~0.14时,钢中非金属夹杂物A、B、C细系≤2.0级,粗系≤1.5级,Ds类≤1.0级,20CrMnTiH齿轮钢的冶金质量显著提高。

高压锅炉管用钢P11 Φ250～350mm连铸圆坯的开发

开发的P11钢（/%：0.08～0.14C,0.65～0.85Si,0.40～0.60Mn,≤0.010P,≤0.010S,1.10～1.30Cr,0.46～0.60Mo,≤0.015Alt）连铸圆坯的生产流程为KR铁水预处理-70 t顶底复吹转炉-LF-VD-圆坯连铸工艺。通过控制/%：0.09～0.11C,1.15～1.20Cr,0.07～0.08P,0.002～0.005S,0.008～0.015Als,中间包钢液温度（1 538±5）℃,连铸拉速0.70～1.05 m/min,二次冷却比水量0.35～0.40 L/kg,矫直温度≥900℃,缓冷坑温度≥500℃等工艺措施,检验结果表明,铸坯表面质量合格,缩孔≤0.5级,中心疏松≤1.0级,钢P含量为0.007%～0.008%,S含量0.002%～0.005%,该钢在工作温度下有较好的耐流动加速腐蚀性（FAC）。

德标Mn—Cr系齿轮钢开发与生产实践

莱钢特钢事业部通过50tEAF—LF（VD）-方坯连铸-轧制工艺生产德标Mn—Cr系齿轮钢，制定可行的工艺及控制要点，实现窄成分控制，钢中[0]、[N]分别控制在≤15×10-6和53～68×10-6低倍组织≤1．0级，非金属夹杂物A≤2．0级、B≤1．0级，C、D≤0．5级，晶粒度≥7级、带状组织≤1．5级，末端淬透性等指标均满足用户质量要求。

弹簧钢60Si2CrVAT的生产工艺实践

采用90tBOF→100tLF→＋100tRH→大圆坯连铸工艺生产60Si2CrVAT弹簧钢，轧制成Ф517～28mm棒材。通过控制转炉出钢终点成分、温度和下渣量，控制LF精炼渣碱度R≥4，渣中ω（T．Fe＋MnO）≤0．5％，保证RH真空处理时间不小于20min，采用全程保护浇铸等工艺措施生产高洁净弹簧钢。检验结果表明，弹簧钢中ω（T．O）≤10×10^-6，ω（H）≤1．1×10^-6，A细类、C细类夹杂在0．5级以下，B细类、D细类夹杂在1．0级以下，制品的抗疲劳寿命达到500万次。