电渣冶金过程中氧含量变化的研究

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炼钢过程中降低氧氮含量的探讨

炼钢过程中降低氧氮含量的探讨

炼钢过程中降低氧氮含量的探讨作者:林振芳来源:《环球市场信息导报》2011年第07期该文分析钢中氧、氮对钢水质量的影响,总结炼钢生产过程氧、氮含量变化规律以及炼钢各工艺环节降低氧、氮的主要作用,并探讨炼钢各工艺环节降低氧、氮采取的措施。

炼钢过程;氧、氮含量;工艺控制;产品质量过程中,钢中溶入了大量的氧。

而当来自铁水、炉气和与钢水接触的空气中的氮含量超过一定限度时,易在钢中形成气泡,造成钢材内部组织疏松,韧性下降,脆性增加等缺陷。

1 .钢中氧、氮对钢水质量的影响1.1氧对钢质量的影响在一般条件下,氧的主要危害表现在:钢中溶解了氧,转炉终点氧含量高达700€?0-6~1000€?0-6;氧化合金,降低了合金的吸收率;大量气泡的产生影响浇注的正常进行,将会破坏锭或坯的合理结构,严重影响钢锭质量,甚至造成废品。

严重降低钢的力学性能,尤其是塑性和韧性;钢中的氧能加剧硫的热脆危害。

1.2氮对钢材质量的影响在一般条件下,氮的主要危害表现在:由于Fe4N的析出,导致钢材的时效性;钢中氮含量增加,钢的焊接性能变坏;氮化物析出恶化钢的塑性和冲击韧性,使钢变脆;对于深加工拉拔的钢材,氮化物夹杂降低钢材塑性变形能力,影响拉拔性能。

不同钢种对钢中N、O含量要求不同。

笔者仅对45#钢的冶炼工艺进行分析。

2. 炼钢两炉45#钢生产工艺实践45#钢生产工艺过程见表1:由图l可以看出,炉号3572过程钢中T[O]逐渐降低,盘条的T[O]为22 x 10-6;软吹后的钢样中T[O]较高为81€?0-6,可能是因为钢中夹杂物上浮,而取样位置是在钢包钢液上部的缘故;中间包内钢样T[O]为43 x 10-6,比软吹后降低了38€?0-6,表明软吹时夹杂物聚集长大,在中间包内上浮排除;对照图2可知,从软吹后到中间包的钢样[N]仅增加了6 X 10-6,表明该炉钢液从钢包浇注到中间包过程中保护浇铸较好,钢水二次氧化不严重;从中间包到铸坯钢样的T[O]又降低了13€?0-6,表明结晶器保护渣又吸附了一部分夹杂物。

电渣重熔钢液洁净度控制研究进展

电渣重熔钢液洁净度控制研究进展

2010年4月第18卷第2期河南冶金HENANMETALLURGYApr.2010V01.18No.2电渣重熔钢液洁净度控制研究进展李京社王再飞杨树峰(北京科技大学)摘要电渣重熔工艺能够显著去除钢中的非金属夹杂物、降低钢中的总氧含量。

本文阐述了电渣重熔过程中非金属夹杂物的去除机理、夹杂物成分和含量的控制以及电渣重熔过程中氧含量的控制,介绍了电渣重熔过程钢液洁净度控制的研究进展,提出了进一步提高电渣重熔过程钢液洁净度水平的研究方向。

关键词电渣重熔非金属夹杂物总氧含量REⅧW0FCLEANLⅡ岖SSCoNTROLFoRSTEELSPRoDUCEDBYESRPRoCESSLiJingsheWangZaifeiYangShufeng(UniversityofScienceandTechnologyBeijing)ABSTRACTESRprocesscouldnotonlyremovenonmetallicinclusionslargelybutalsoreducethetotaloxygencontentnotably.TheprogressofcleanlinessinESRprocesshasbeenintroducedbyanalyzingthemechazismofremovingnonmetal-lleinclusions,thecontrolofbothcontentandcompositionofnonmetallicinclusionsandthecontroloftotaloxygencontent.Besides,researchdirectionsgregiveninordertofurtherimprovethecontrollevelofcleanlinessinESRprocess.KEYWORDSESRno舢e瞌Ilicinclusionstotaloxygencontent0前言电渣重熔(ESR)是利用电流通过电渣层产生电阻热来熔化自耗电极的合金母材,液体金属以熔滴形式经渣层下落至水冷结晶器中的金属熔池内,即渣洗清洁钢液,钢锭由下而上逐步结晶。

直流供电模式下渣系组成对电渣重熔钢锭洁净度的影响

直流供电模式下渣系组成对电渣重熔钢锭洁净度的影响

文章编号:1671-7872(2024)02-0135-07直流供电模式下渣系组成对电渣重熔钢锭洁净度的影响赵 磊 ,王 宇 ,王冰杰 ,常立忠 ,施晓芳(安徽工业大学 冶金工程学院, 安徽 马鞍山 243032)摘要:采用自制的小型变频电渣炉,在直流供电模式下对二元渣系(30% Al 2O 3+70% CaF 2)和三元渣系(20% Al 2O 3+20%CaO+60% CaF 2)进行电渣重熔实验,采用氧氮分析仪及ASPEX 夹杂物自动分析系统分析电渣锭中氧氮含量和夹杂物的数量、尺寸、分布及形貌等,探讨直流供电模式下渣系组成对电渣重熔钢锭洁净度的影响。

结果表明:在同一供电模式(直流正接或直流反接)下,渣系稳定是电渣锭氧含量、夹杂物数量及种类分布的主要影响因素,但对氮含量和夹杂物形貌的影响不大;与二元渣系相比,三元渣系重熔钢锭中夹杂物的数量明显减少、尺寸减小、分布更分散,这是因为CaO 的稳定性比Al 2O 3强。

在同一渣系下,直流正接制备的电渣锭中夹杂物数量明显高于直流反接,夹杂物形貌没有明显区别;直流正接对渣池中氧化物的电解作用高于直流反接,直流正接制备的电渣锭中夹杂物的钙含量比直流反接更低。

关键词:渣系;不锈钢;电渣重熔;夹杂物;直流;洁净度中图分类号:TF 744 文献标志码:A doi :10.12415/j.issn.1671−7872.23163Influence of Slag Composition on Cleanliness of Electroslag RemeltingIngots under Direct Current Power Supply ModeZHAO Lei, WANG Yu, WANG Bingjie, CHANG Lizhong, SHI Xiaofang(School of Metallurgical Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan 243032, China)Abstract :The self-made small inverter electroslag furnace was used to carry out electroslag remelting experiments on binary slag system (30% Al 2O 3+70% CaF 2) and ternary slag system (20% Al 2O 3+20% CaO+60% CaF 2) under the mode of DC power supply. The oxygen and nitrogen content and the quantity, size, distribution and morphology of inclusions in electroslag ingots were analyzed by using oxygen and nitrogen analyser and ASPEX automatic inclusions analysis system to explore the influence of slag composition on the cleanliness of electroslag remelting ingots under DC power supply mode. The results show that in the same power supply mode (DC positive or DC reverse), the stability of the slag system is the main influencing factor on in the oxygen content, the number and distribution of inclusions of electroslag ingot, but has little effect on the nitrogen content and morphology of inclusions. Compared with the binary slag system, the number of inclusions in the ternary slag system remelted ingot is significantly reduced, and their size is reduced, and their distribution is more dispersed, this is because the stability of CaO is stronger than that of Al 2O 3. In the same slag system, the number of inclusions in the electroslag ingot收稿日期:2023-10-30基金项目:国家自然科学基金项目(52074002);安徽省自然科学基金项目(2208085J37;安徽省重点研发计划项目(202304a05020024)作者简介:赵磊(1998—),男,安徽肥东人,硕士生,主要研究方向为特殊钢冶金。

_EAF_LF_VD_工艺钢中控制全氧含量工艺探讨

_EAF_LF_VD_工艺钢中控制全氧含量工艺探讨

054 - 1417 16. 78 58. 27 0. 73 4. 20 0. 13 19. 09
综合上述工艺方案一 、方案二 ,固化工艺 ,采用 以 EAF 炉扒渣 ≥60 % ,用 SiC 粉造快白渣 (低碳钢 在还原初期炉内用钢芯铝预脱氧) ,在炉内粗调钢 种化学成分 , EAF 炉实施控渣出钢 ,钢包渣层厚度 ≤80mm , 随钢流加复合钙系脱氧剂 2kgΠt , LF 炉用 Ⅱ型预熔精炼渣 4 kgΠt~6 kgΠt ,精炼过程用复合钙 系脱氧剂 1 kgΠt~2 kgΠt ,要求渣中 ( FeO) < 0. 5 % , 视炉渣碱度等情况适量加石灰调渣 ,炉内精调化学 成分 ,进入 VD 工位 ,按规程要求进行真空处理 ,在 ≤67 Pa 的真空度下保持时间 ≥10 min ,在 VD 喂线 工位喂铝线进行终脱氧 ,软吹氩 3 min~5 min 。
VD 后浇注样 [ O]全Πppm
62. 3 62. 3 64. 6 63. 6 50. 9 55. 6 65. 4
表 3 钢中氧化物夹杂组成分析
炉号 054 - 0005 054 - 0006 054 - 0010 054 - 0017 054 - 0018
Al2O3 0. 00837 0. 00749 0. 00652 0. 00772 0. 01075
LF 精炼后 [ O]全Πppm
52. 7 58. 6 71. 5 49. 8 50. 8 72. 0 58. 4
炉号
054 - 0423 054 - 0391 054 - 0565 054 - 0550 054 - 0451 054 - 0341
平均
钢种
A266CL4 A182F22
45E 45E A266CL4 A266CL4

电渣重熔六元渣系FeO活度的研究

电渣重熔六元渣系FeO活度的研究
第1 6卷 第 1 期
2 0 1 7年 3月


与 冶 金
学 报
V0 l -l 6 No .1 Ma r c h 2 01 7
J o u r n a l o f Ma t e r i a l s a n d Me t a l l u r g y
d o i :1 0 . 1 4 1 8 6 / j . c n k i . 1 6 7 1— 6 6 2 0 . 2 0 1 7 . O 1 . 0 0 6
S i O ,. t he a c t i v i t i e s o f Fe 0 i n t he 2 0% C a O 一2 0% A1 , 0 —6O % Ca F,he x a b a s i c s l a g s f or t he e l e c t r os l a g r e me l t i ng we r e
2 Be i j i n g Ke y L a b o r a t o r y o f S p e c i a l Me l t i n g a n d P r e p a r a t i o n o f Hi g h—E n d Me t l a Ma t e r i a l s , B e i j i n g 1 0 0 0 8 3,C h i n a )
电渣 重 熔 t 兀 0 一 渣系 F e O 活 度 的 研 究
刘 帅 ,鲁 浩 ,郭汉杰 ,段 生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ,杨文晟 ,
( 1 .北京科技大学 冶金 与生态工程学 院 ,北京 1 0 0 0 8 3 ;
2 .高端金属材料特种熔炼与制备北 京市重点实验室 , 北京 1 0 0 0 8 3 )
度时 , 随F e O质量分数增加 F e O活度相 近 ; 碱度为 1时 , F e O的活度随 Mg O的质量分数 增加而 增大 , 随温度 升 高而增加 , 且 Mg O含量越高 , F e O活度越大 ; 当碱度增加到 4 、 7、 1 0时 , F e O的活度随 Mg O的质 量分数增加而减

电渣重熔过程中氧的控制

电渣重熔过程中氧的控制

电渣重熔过程中氧的控制电渣重熔作为一种精炼手段在生产优质钢的方面具有独特的优点,它的优点之一就是能够有效的去除钢中的非金属夹杂物。

实践表明,在重熔过程中,自耗电极中的原始夹杂可以去除,重熔钢中的夹杂主要是金属熔池冷却结晶过程中新生成的。

由于非金属夹杂物的存在,严重的影响了钢的强度、塑性等力学性能。

大量实践表明,钢中的氧化物夹杂与氧含量有着直接的关系(如图),氧化和还原是化学反应的两个方面,一个元素被氧化,必然伴随着一个元素的还原,在重熔过程中,钢中活泼元素如Al、Ti、Ce、B等,经常会因为氧化而损失。

如何防止活泼元素的氧化,是电渣重熔的重要冶金问题之一。

一、电渣过程中氧的来源电渣重熔过程中氧通过下述途径进入熔渣及钢液[1]:(1)原始电极钢中溶解的氧及电极中不稳定的氧化物在高温时分解放出的氧(2)电极表面生成的氧化铁皮随电极的重熔带入渣中的氧(3)氧直接从大气中通过渣池转移到金属熔池(4)渣中不稳定氧化物带入金属熔池中的氧二、熔渣的传氧实践表明,当原始电极中的氧含量较低时,电渣冶金实际是一个增氧过程,增氧的程度与渣系的选择密切相关。

W.W.Holzgruber等人通过对惰性气体保护下用不同氧分压及不同渣系分别重熔304不锈钢的含氧对比试验的结果进行分析后得出结论,大气中的氧能透过渣层进入金属中,其氧含量随大气中氧分压的增加而增加,另外不同的渣对氧有不同的透气性,并且其透气性与渣的稳定性相一致,即在惰性气氛下重熔时,钢中氧含量高的渣,其透气性也高。

许多实验已证明,由稳定性低的氧化物所组成的渣重熔的钢含氧量高;而由稳定性高的氧化物所组成的渣重熔的钢含氧量低。

熔渣的传氧方式主要由渣中不稳定的变价氧化物传递,如Fe、Ti、Mn 、Cr 等低价氧化物,在渣池表面吸收大气中的氧,形成高价氧化物。

这些元素的高价氧化物在渣池和金属熔池界面放出氧,变成低价氧化物,氧从而进入钢中,这一反应是一个循环过程。

以Fe的氧化物为例,其全部化学反应如下:2(FeO)+1/2 O2→(Fe2O3)(Fe2O3)+[Fe]→3(FeO)(FeO)→[Fe]+[O]这些元素的低价氧化物都是传氧物质,不断地将空气中的氧送入金属熔池,起到了“气筒”的作用为了准确理解熔渣在电渣过程与氧含量的关系,排除空气在实验过程中的影响,有人在保护气氛下做了如下电渣重熔实验1(如图1)[2]。

电渣重熔过程中氢含量的控制

电渣重熔过程中氢含量的控制

表 1 不同钢种的电极 , ESR 锭中氢含量( 质量分数)
Table 1 Hydrogen content of electrodes ,
ESR ingots of different steel grades
10 - 6
钢种 轧辊用钢 轧辊用钢
电极中 2. 3 1. 9
金属熔池中 2. 3 1. 9
电渣重熔用渣料若烘烤不严格 ,就会带入大量
的水分 ,如渣料中的石灰通常含有 4 %~6 %的水
பைடு நூலகம்
分 。N1 M1 Chuiko[5] 等通过实验和理论分析认为 ,
电渣重熔用渣料组分所带入的水分是电渣锭中氢的
主要来源之一 。
井明等[2] 通过实验得出以下结论 ,实验结果
如图 2 中所示 。
达到一平衡值 。 Yutaka Hiro se[6] 等通过实验发现 , 在 900 ℃下
电渣重熔技术作为冶炼优质钢锭的一种手段 , 以其优良的冶金反应条件及特殊的熔炼结晶方式有 着其它生产工艺所不能替代的优越性 。但在电渣重 熔过程中 ,氢含量对其产品性能的影响极为敏感 ,要 求其锭中氢含量越低越好 。
氢是金属材料中极为有害的气体 ,一般要求不 超过 3 ×10 - 6 (质量分数 ,下同) ,对于大截面金属制 件 ,则不容许超过 2 ×10 - 6 的氢 ,钢中氢含量达到一 定值 ( [ H ] = 1~2 cm3 / 100 g) 后 ,能显著降低钢材 的力学性能 ———产生氢脆缺陷 ;会使钢液流动性下 降 ;可导致钢材的强度极限下降 ,塑性亦下降 。而且 钢中氢是白点产生的主要原因 , M. Nishiwaki 等[1] 指出在电渣重熔截面为 510 mm ×2 400 mm 的板坯 锭时 ,氢含量大于 1 ×10 - 6 即可出现白点缺陷 ,实验 结果如图 1 所示 。

渣对超低碳钢钢水氧含量影响的分析

渣对超低碳钢钢水氧含量影响的分析
2008年第 1期
研究与开发
鞍钢技术
ANGANG TECHNOLOGY
渣对超低碳钢钢水氧含量影响的分析
总第 349期
常桂华 栗红 陈本文 杨亮 ( 鞍钢股份有限公司技术中心 )
摘要 讨 论了钢包渣、中间包渣 对钢 水中夹 杂物 的吸附 和钢 水的 二次氧 化作 用的影 响、 O B处理对钢包渣的影响和保护浇铸对钢水 的影响。研究表 明, RH 处理 过程中, OB使 渣的氧 化性提高是造 成钢水二次氧化的主要原因。因此, RH 精炼时应尽量减少 O B处理。
2. 0, 第 2罐 FeO /M nO为 1. 3, 所以第 1罐 F e被氧
化带入 0. 0144% 的氧 ( [ O ] OB [ Fe] ) , 第 2罐 F e被 氧化带入 0. 0120% 的氧。 RH 处理过程带入的氧
量见表 1所示。
水二次氧化的主要原因。二次氧化形成的夹杂物 一部分上浮到渣中, 一部分留在钢水中, 降低了钢 水的洁净度。
关键词 钢包渣 中间包渣 超低碳钢 钢水氧含量 中图分类 号: TF 761. 2 文献标识码: A 文章编号: 1006- 4613( 2008) 01- 0019- 04
Analys is on Influence of S lag on Oxygen Content in U ltra- low Carbon M olten Steel
精炼前期, 顶渣中 F eO和 M nO 含量增加, 后 期下降, 但 RH 搬出时钢包渣中 M nO 和 F eO含量 ( F eO + M nO为 11. 3% ~ 13. 5% ) 均高于 RH 搬入 时的含量 ( F eO+ M nO 为 9. 5% ) 。所以, RH 过程 中钢包渣 M nO 对钢水没有氧化作用。
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Ke y wor ds:ee tolg r m etn lcr s e l g; a g n s ed; o ge a i r o hil y x n; sa lg; sa —m ea e ci lg tlra ton
电渣 重熔 作 为一 种 精 炼 手段 , 生产 优 质 钢 在
M. .FpBK  ̄ 测 定 了渣 层 中残 余 熔 滴 的尺 A aecm 只 寸 和数量 , 乏足够 的科 学根 据 . 国李 正邦 教授 缺 我 等 通过 详细 的实 验 室及 工 业 实 验 , 定 电渣 重 确 熔 去 除钢 中非 金属 夹杂 物 主要发 生在 电极熔 化末 端 熔滴 形成 的过 程 中. 一 观点 目前 已得 到 冶金 这
杨 海森 ,常立忠 ,朱航 宇 ,刘吉刚 ,李正邦
( 钢铁研 究总院 冶金工艺研究所 ,北京 10 8 ) 0 0 1 摘 要 :分 析了电渣 重熔 过程 中氧的行 为 ,结果发现 :当电极 中的氧含量较低时 ,电渣过程实际上是一个增
氧过程 ,增 氧的程度与重熔渣系密切相关 ;通过 理论 分析 与实验发 现 ,A 一0之间 的反应是 电渣重熔过 程中 I 的控制反应 ,电极中铝含量及渣 A 含量决定了锭 中的氧含量. 因此 ,在生产 中为 了获得 较低 的氧含量 , 1 0 应该减少渣 中 A 的活度 ,同时在重熔过程中 向渣池连续添加脱氧剂 ;尽管重熔后氧含量有所增 高 ,但是 1 O 电极 中的大颗粒夹杂物在重熔后 已不存在 ,重熔锭 中的夹杂物是金属熔池在凝 固过程 中形成的 ,因而夹杂物 呈细小 、弥散状分布 . 关键词 :电渣重熔 ;氩气保护 ;氧 ;渣系 ;渣金反应
i r ae nce sd,t agei cu i si h lcr de h v e n rm ov d a d icuso n t ng sae di re n ie i he lr n lson n t e ee to a e b e e e n n l i nsi hei ot r s s d a d sz s pe u nde t . r5 xm
中 图分 类号 :T 12 F 4 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :17 —6 0 2 1 ) 104 —6 6 162 (0 1 0 — 40 0
S ud n o y e ha g urng ee t o lg r m etn t y o x g n c n e d i lc r sa e li g
i r ae d in R he t y g n i he ee tod sl w n hei r m e to x g n ha e co er lt swih nce s ur g ES w n heox e n t lcr e i o a d t nc e n ft o he y e v l s eai t on
第1 0卷 增 刊
21 0 1年 3月


与 冶



Vo _ 0 Sl l1 M a c 0l1 rh2
Ju n l f tr l a d Mealry o r a ei s n tl g o Ma a u
电渣 冶 金 过 程 中氧含 量 变 化 的研 究
YA i e ,CH NG Ha s -n ANG L- o g i h n ,Z n -u I J-a g I hn -a g z HU Hagy ,LU gn ,L e gbn i Z
( pr n f e l ri l eh ooy Cet lrn Sel sa hIstt,B in 0 0 1 Chn) Deat t M tl gc cnlg , nr o & t er ntue eig10 8 , ia me o au a T aI e Re c i j
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