炼钢

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1. 转炉脱磷工艺的最新进展

张润灏, 杨健, 叶格凡, 孙晗, 杨文魁

炼钢 2022, 38 (1): 1-13.

摘要（236）

转炉脱磷工艺利用了转炉容积大的特点，可以实现转炉前期快速高效低碱度脱磷。脱碳渣的循环利用降低了石灰等辅料消耗和渣量。在低温低碱度转炉脱磷的条件下，低温在热力学上有利于脱磷，但温度过低会使渣过于粘稠而影响动力学条件并使倒渣困难；适当提高碱度，脱磷效果较好。随着渣中氧化铁含量的上升，脱磷效果先上升后下降。转炉脱磷渣中固液两相共存，其中的富磷相固溶体具有很好的富磷作用。双联法由于脱磷后渣钢完全分离，能有效提高脱磷率，适合生产超低磷钢；但由于该工艺需要两个转炉，转炉利用效率低，同时中间出钢热损失大。双渣法转炉脱磷工艺只需要一个转炉，且钢水洁净度高，是转炉脱磷的重要发展方向。

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2. 马钢300 t转炉高效长寿复吹技术研究与应用

徐小伟

炼钢 2022, 38 (3): 6-11.

摘要（219）

针对马鞍山钢铁股份有限公司300 t复吹转炉存在顶枪供氧强度偏小、底吹强度弱、终渣全铁含量高、碳氧积波动大等制约炉机匹配、钢水质量提升等问题，借鉴国内外复吹转炉经验，在理论计算、数学模拟研究的基础上，结合现场实际，优化了马钢300t转炉喷头参数，确定了底吹供气强度，对顶底复合吹炼工艺、操作、炉底结构等进行了调整、优化，实现了强底吹下高效吹氧，炉龄超过7000炉，有效底吹近100%，终点碳氧积、活度氧、终渣w(TFe)分别降至13.7×10^-6、454.8×10^-6、16.66%，磷分配比达124.82，冶金效果显著。

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3. 低合金高强钢中针状铁素体控制的综述

姚浩, 任强, 张立峰

炼钢 2022, 38 (2): 1-10.

摘要（202）

在低合金高强钢中，形成大量的针状铁素体是满足高强度和高韧性的主要方法。影响针状铁素体体积分数的几个关键因素在不同的文献均有体现，也有综述文献总结了针状铁素体形核机制和有利于形核的夹杂物特征，但是并没有系统地总结各因素变化带来的影响。本文总结了奥氏体晶粒尺寸、冷却速率、夹杂物成分、夹杂物尺寸的变化对针状铁素体体积分数的影响。得出结论如下：奥氏体晶粒尺寸为100～200 μm、冷却速率为5～10 ℃/s、夹杂物尺寸为1～2 μm和(Ti、Mg、Zr)O_x夹杂物均有利于促进针状铁素体形核。

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4. SPHC钢LF精炼脱硫工艺实践

郭路召, 赵艳宇, 朱建强, 韩凯峰, 刘春阳, 王建辉

炼钢 2022, 38 (3): 31-36.

摘要（201）

针对低碳低硅钢精炼过程脱硫与增硅问题，通过经典热力学分析了脱硫与增硅的规律。计算表明，当钢中w（Al）≥0.01%，即可将S质量分数降至0.01%以下，继续提高Al含量则增加钢液增硅的趋势。工业实践结果与热力学计算表现出较好的一致性。实际生产中，在钢中的S质量分数低于0.02%的条件下脱硫，钢液的增硅量也将增大，最大的增硅质量分数达到0.0318%；钢液的脱硫量越大，增硅量也越大，当钢中脱除质量分数0.067%的硫时，对应增硅质量分数约0.03%。冶炼中应结合到站Al和S含量综合考虑白灰和铝粒加入量进行造渣，LF精炼结束w（Al）为0.032%~0.038%，精炼渣碱度最适区间为9~11，渣中w（TFe+MnO）为0.6%~0.7%，可同时满足脱硫和减少增硅。

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5. 基于钢包底吹氩的RH真空处理过程中钢水行为及夹杂物分析

刘建伟

炼钢 2022, 38 (3): 26-31.

摘要（196）

钢包底吹氩对钢水的运动、氩气泡在钢水中的迁移及夹杂物去除有重要影响。基于Fluent模拟软件建立了RH真空处理过程中钢包底吹氩的数值计算模型，对RH真空处理过程进行模拟分析，并对此模式下的钢水夹杂物尺寸及分布进行了取样分析。结果表明，RH真空处理过程中钢包底吹氩能有效增加钢包内钢水的流动速度，并减少钢包内部死区占比，同时，在一定程度上促进夹杂物的长大和上浮。另外，过大的钢包底吹氩气流量不但无法促使长大的夹杂物上浮被吸附，甚至还会导致钢水被二次污染。数值模拟及现场取样分析表明， RH真空处理过程中需采用适当的氩气流量钢包底吹氩操作，同等条件下，流量取值以5 m³/h为宜。

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6. 120 t转炉氧枪喷头参数优化与应用

宋健, 解文中, 孙波, 王勇, 吴发达, 牛金印

炼钢 2022, 38 (1): 14-19.

摘要（196）

针对马鞍山钢铁股份有限公司某厂120 t转炉炉型特点和冶炼工艺情况，对原有氧枪4孔喷头参数进行了优化设计。对氧枪喷孔数、喷孔偏转角、工况压力、喉口直径、出口直径和扩张段长度等都进行了适当调整，优化后的氧枪喷头马赫数由1.98%提高到2.05%。结合该厂生产实践表明，优化后的氧枪5孔喷头可增加转炉供氧强度，优化转炉内动力学反应条件，吹氧时间平均缩短128 s，脱磷率提高4.65 %，终渣w(TFe)由18.59 %降低到15.84 %，铁水消耗降低22 kg/t，不仅有利于转炉提高废钢比，还可以提高金属收得率。

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7. 转炉炼钢过程中锰氧化的研究

杨文远, 蒋晓放, 王明林, 崔怀周

炼钢 2021, 37 (3): 1-9.

摘要（192）

利用转炉吹炼过程中取样测温得到的分析检测数据，结合炼钢工艺操作情况，计算了炼钢过程中锰氧化反应的主要热力学参数（平衡商、氧化锰的活度系数、炉渣的氧化锰容量和锰在渣钢之间的分配比）及其在吹炼过程中的变化，分析了钢水、炉渣成分和温度对锰氧化热力学参数的影响。吹炼初期锰氧化率可达到73.3 %，吹炼中期锰氧化速度降低，部分炉次有时会产生回锰。吹炼后期，碳含量降低，锰继续被氧化，锰质量分数降低到0.08 %~0.14 %，有时可低于0.05 %。根据炼钢工艺参数所得到的回归方程，可预报吹炼终点钢中锰含量。大型转炉生产低碳深冲钢锰的收得率平均26.7 %。提高底吹供气强度，优化顶吹操作和减少渣量可有效提高锰的收得率。

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8. 碱度对精炼渣理化性能及磷元素迁移的影响

李倩倩, 吴婷, 杨文, 盛光晔, 廖直友, 王海川

炼钢 2022, 38 (3): 20-25.

摘要（192）

外加电场处理冶金废渣中磷杂质是冶金固废循环利用的重要方式之一。为探究熔渣理化性能对电场强化冶金渣磷元素分离的影响，综合红外光谱、旋转黏度计法、四探针法以及脉冲电场试验，获得不同碱度条件下CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO精炼渣系的结构特征、黏度、电导率，并分析精炼渣理化性能对电场作用下磷迁移效率的影响。结果表明，渣系碱度在2.3~3.2内增加，Si-O和Al-O网络结构呈现解聚-聚合-解聚作用；综合熔渣熔化温度及网络结构影响，熔渣黏度呈现出降低-升高-降低趋势，而综合熔渣阳离子浓度及网络结构影响，熔渣电导率变化趋势与黏度相反；无电场时，综合熔渣网络结构和黏度影响，渣中磷元素迁移率呈现增大-降低-增大趋势，施加电场后，渣钢间原本的平衡态受到破坏，由于熔渣电导率和黏度及网络结构叠加作用，促进了磷元素的进一步迁移，且磷迁移率随碱度增加的变化规律与无电场时呈现的规律一致。

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9. 高速连铸结晶器卷渣缺陷的特征、演变及控制

郑万, 寇锦荣, 陈小龙, 陈利, 周从锐, 邓琛, 李光强,

炼钢 2021, 37 (4): 30-37.

摘要（188）

高效、节能、低成本的高速连铸、连铸连轧工艺得到了快速的推广应用，但面临结晶器卷渣频率增加及轧材表面卷渣类缺陷率上升的发展瓶颈。分析了连铸结晶器卷渣的形成机制及主要影响因素，简述了卷渣类缺陷在铸坯、热轧、冷轧材的表现形式及演变规律，回顾了连铸结晶器卷渣的控制措施。针对现有措施难以适应高速连铸发展的不足，提出了结晶器内钢水流场的电磁调控、液面的智能控制及高卷渣阻抗的连铸保护渣开发等重点发展方向，为促进高效连铸及连铸连轧工艺的高质量发展提供参考。

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10. 基于GA-BP神经网络预测转炉出钢过程Mn元素合金化收得率

何孝雨, 王敏, 冀建立, 包燕平, 杨俊峰, 王仲亮

炼钢 2022, 38 (4): 14-20.

摘要（186）

PDF（pc）（1005KB）（34）

转炉脱氧合金化是转炉冶炼工艺的最后一步，钢液内合金成分含量控制是否精确直接影响着精炼工序的冶炼难度与冶炼周期。合金收得率是转炉合金操作人员配加合金时的重要参考标准。合金元素收得率判断的准确性直接影响着钢水成分稳定性与生产成本。通过理论分析和实际数据验证，选取了9项影响锰收得率的可观测指标，并借助因子分析法对数据进行降维处理，得到6个公因子矩阵作为模型的输入，以锰收得率为模型的输出，建立基于GA-BP神经网络的锰收得率预测模型。结果表明，模型的回归系数R²=0.714 78，平均误差为0.01，预测精度98 %以上的炉次占总炉次的75 %，预测的精度较高，对实际生产具有一定的指导意义。

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11. 90 t EAF→LF→VD→CCM流程冶炼GCr15轴承钢非金属夹杂物演变

王郢, 王昆鹏, 陈廷军, 徐建飞, 赵阳

炼钢 2022, 38 (3): 58-61.

摘要（173）

对“90t EAF→LF→RH→CC”流程生产轴承钢的全流程夹杂物进行了研究。结果表明，LF精炼结束以CaO-Al₂O₃-CaS和Al₂O₃·MgO尖晶石为主；VD真空处理后，Al₂O₃·MgO尖晶石几乎全部消失，钢中夹杂物以液态钙铝酸盐为主，T.O质量分数由精炼结束的8.6×10^-6降低至破空的4.3×10^-6，夹杂物的去除率达65%。浇铸过程中间包钢水T.O和N含量并未增加，但重新生成了Al₂O₃·MgO尖晶石，重新生成的尖晶石是恶化钢水可浇性的主要原因。

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12. 高钛铁水转炉少渣冶炼技术研究实践

王劼, 华福波, 谢祥, 伍从应, 孔祥涛, 薛正良

炼钢 2022, 38 (4): 28-35.

摘要（167）

PDF（pc）（1638KB）（32）

渣料消耗是转炉炼钢的关键经济技术指标之一，其值高低代表炼钢技术水平，与满足脱磷、护炉要求相矛盾。某钢厂受高炉矿原料配比影响，铁水钛、磷含量较高，为保脱磷、护炉满足要求，渣料消耗较高。为此，基于高钛铁水性质及其转炉成渣特征，优化转炉供氧制度、造渣制度，以“镁固钛”为技术核心，控制炉渣高TiO₂ 含量对脱磷、护炉的影响，提高渣料利用率。通过上述工艺的持续优化，形成了高钛铁水转炉少渣冶炼技术，渣料消耗由55.67 kg/t降低至45.86 kg/t，取得了较好的经济效益，为高效化炼钢技术发展奠定了基础。

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13. 提高纯钙线钙收得率的研究

张思维, 陈林权

炼钢 2022, 38 (2): 32-35.

摘要（165）

通过理论分析和生产实践研究了影响纯钙线Ca收得率的因素，结果表明：1）减少喂丝导管直径能够减小钙线的偏转和盘圈的问题；2）钙的有效吸收区间为包底以上0.3 m至液面下1.22 m；3）钙线的喂线速度受到钙线铁皮厚的影响，不同铁皮厚度的钙线对应一最佳喂线速度；4）在氩气泡循环流的下降流位置喂线时,钙的收得率优于在氩气泡循环流的上升流位置；5）无缝钙线的Ca收得率高于有缝钙线；6）钢液成分影响到钙的蒸气分压，钙的有效吸收区间有所不同，钙在钢液中的停留时间也不同。

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14. 含镍生铁在转炉冶炼含镍钢中的应用

曹磊, 高云飞, 王国连

炼钢 2022, 38 (2): 20-24.

摘要（153）

结合国内某钢厂的生产实践，对含镍生铁在转炉冶炼含镍钢种的应用进行了热力学分析和动力学研究。热力学计算表明，不论是在标准状态下还是在转炉冶炼实际条件下，通过含镍铁块合金化进入铁液或钢液中的镍元素都不可能被氧化形成氧化镍。转炉冶炼X80-1钢表明，通过测定含镍铁块的熔化速率试验，25 mm厚的含镍铁块熔化速度比废钢熔化速度快30 s；转炉半钢成分检验结果表明含镍铁块加入转炉吹炼5 min后可以完全熔化。同时对转炉终渣成分进行扫描电镜以及XRF检测，未发现氧化镍，含镍铁块合金化镍的收得率接近100 %。

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15. IF钢RH精炼理论研究与工艺优化

饶江平, 杨治争, 李光强, 刘昱, 袁纲, 肖邦志

炼钢 2022, 38 (5): 59-66.

摘要（141）

PDF（pc）（1312KB）（31）

通过对RH真空精炼过程脱碳脱氮热力学和动力学的研究，分析了影响RH脱碳控氮的关键因素。在现场实践中采取预抽真空，改进RH真空室密封性、增设浸渍管颈部冷却装置及优化RH上升管供气管道结构，减少了浸渍管的开裂，既保证了气密性又延长了浸渍管使用寿命。在此基础上优化RH提升气体流量，使RH平均脱碳时间相比改进前缩短4.85min，IF钢RH精炼结束碳、氮、T.O质量分数分别控制在10×10^-6，17×10^-6，24×10^-6。由于大包和中间包为钢液中夹杂物的上浮提供了机会，最终成品碳、氮和T.O质量分数平均值在12×10^-6，18×10^-6和19×10^-6。

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16. 铁水KR机械搅拌脱硫反应动力学研究进展

彭家云, 李明晖, 欧阳德刚, 李赛赛, 李灿华

炼钢 2022, 38 (2): 11-19.

摘要（141）

KR铁水脱硫工艺（又称机械搅拌法）因其较优的反应动力学条件，及脱硫效率高、脱硫效果稳定和脱硫成本低等优点，广泛应用于国内外各大钢铁企业，逐渐成为铁水预处理脱硫的首选工艺。综述了近年来提高KR机械搅拌法铁水脱硫动力学条件方面的研究成果，通过了解国内外脱硫反应动力学条件的发展动态，为KR动力学条件的改进或优化提供参考。

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17. 冶炼过程钢包温度场和钢水温降的研究

田儒良, 岳峰, 史健凯

炼钢 2022, 38 (1): 42-48.

摘要（141）

采用有限差分法，建立了钢包的传热物理模型和耐火材料层的温度分布模型，研究炼钢过程中钢包包衬温度场分布和钢水温降的影响。结果表明热态空包每多停留1min，后续钢水温降增加约0.26℃；空包停留1h后进行1h的离线烘烤，后续出钢阶段钢水降温约12℃；永久层导热系数越小，永久层的温度梯度会越大，隔热效果会越好，工作层宜采用导热系数相对较大的镁碳砖，永久层采用低导热系数的轻质浇注料；钢包包衬侵蚀对钢包造成钢水温降值影响较小，侵蚀造成的钢水温降值波动不超过1℃；1t的残余钢量和1t的残余渣量会引起钢水温降6.65℃和7.23℃；钢水量增加1t，钢水温降值降低0.03℃。

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18. KR过程铁水包底部倾斜对铁水混匀现象影响的水模型研究

赵艳宇, 蔡新雨, 刘力刚, 董佳鹏, 张立峰

炼钢 2022, 38 (3): 1-5.

摘要（137）

以210 t铁水包为原型建立1∶7的水模型，研究底部倾斜对KR过程铁水混匀现象的影响。研究了铁水包底部倾斜时搅拌桨转速和浸入深度对混匀时间、漩涡、液相中粒子分散和扭矩的影响，并与平底铁水包进行了对比。结果发现，包底倾斜17.5°时，混匀时间较平底时减少30.6 %。搅拌桨转速为110 r/min时，浸入深度增加会导致液相中粒子分散变差，倾底铁水包中粒子分散程度优于平底铁水包。搅拌桨转速为160 r/min时，平底铁水包中粒子分散程度优于倾底铁水包。将平底改为倾底后，同工况下扭矩大幅增加。

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19. 大罐钢12MnNiVR探伤不合原因分析及工艺优化

廖纲, 廖广府, 李建立

炼钢 2022, 38 (3): 69-72.

摘要（137）

根据大罐钢12MnNiVR钢板日常超声波探伤结果，发现探伤不合点集中在钢板厚度1/4处和厚度1/2位置。采用金相显微镜、扫描电镜等检测手段对超声波探伤不合样品进行了检测分析，发现位于厚度 1/4 位置的探伤不合缺陷主要是由宏观非金属夹杂物引起；而位于厚度 1/2位置的探伤不合缺陷是由钢板较严重的中心偏析导致后续轧制组织异常引起。通过优化RH真空处理完毕后喂钙量、降低连铸中间包钢水过热度、增加钢板缓冷等技术措施，有效提高了12MnNiVR钢成品钢板探伤合格率。

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20. KR搅拌铁水脱硫水模型试验研究

周剑丰, 彭家云, 成志强, 陈杰, 李明晖

炼钢 2022, 38 (5): 10-15.

摘要（136）

PDF（pc）（968KB）（37）

通过KR铁水预脱硫水模型试验，分析探讨了湖南华菱涟源钢铁有限公司210厂KR铁水脱硫的影响因素。研究结果表明，搅拌器转速、搅拌器插入深度、铁水罐装载深度、罐径比对铁水脱硫动力学有明显影响，搅拌器罐径比0.38、转速160r/min、插入深度213mm、铁水罐装载深度450mm时脱硫效果最好。基于水模型试验结果在涟钢210厂进行了工业性试验：将搅拌器罐径比由原来的0.34提高至0.38（即搅拌器平均直径由原来的1 290mm增大为1 440mm，叶片高度由原850mm增加至950mm），转速调整为116r/min。优化后搅拌时间缩短1.1min、脱硫剂消耗降低3.4%、搅拌器寿命提高36.1%。

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