炼钢

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1. 不同装炉方式对铸坯加热的影响

张开发, 王明林, 张慧, 俞占扬, 王东华, 刘斌

炼钢 2021, 37 (4): 65-73.

摘要（69）

为研究不同装炉方式下铸坯在炉加热过程中温度场和热量变化，并探讨热送热装工艺的节能优势，以某钢厂的热送热装生产线为依据，利用有限元法建立了冷装、温装和热装下铸坯在炉加热的二维传热模型，并结合现场测温验证了模型的准确性。结果表明，在加热过程中冷装与温装的铸坯都会形成角部最高、芯部最低的类椭圆型温度分布，而热装铸坯则存在低温区域逐渐由角部向芯部转移的过程，待芯部为低温区域时断面温度分布与前二者相似。3种不同装炉方式的铸坯都在加热一段吸热最多、均热段吸热最少，铸坯装炉温度越高加热一段对其加热过程影响的比重越大。热装铸坯装炉前所含热量是冷装铸坯的16.48倍，在炉吸热量仅为冷装铸坯的38.22 %，为温装铸坯的52.30 %，节能潜力巨大。

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2. 半钢冶炼Ti-IF钢过程中非金属夹杂物的研究

耿立唐, 张明博, 王宝华, 王世钊, 宫永煜

炼钢 2021, 37 (4): 49-57.

摘要（67）

采用热态试验对半钢冶炼Ti-IF钢的非金属夹杂物进行研究，并就提高钢水洁净度和降低夹杂物尺寸进行工艺优化。研究表明：LF进站时夹杂物为球状形FeO-MnO，LF出站时主要夹杂物为包裹状、簇状MgO-FeO-MnO-Al₂O₃，RH脱碳结束后主要为球状、纺锤体状和不规则状FeO-Al₂O₃，RH铝脱氧3 min后主要为三角状、类球形和团簇状Al₂O₃，Ti合金化3 min后主要为六边形状TiO₂-Al₂O₃、纺锤体状和近似菱状Al₂O₃，RH出站为球形TiO₂-Al₂O₃、纺锤体状和近似菱状Al₂O₃夹杂物，铸坯中主要为菱形TiN、类球形Al₂O₃和不规则形Al₂O₃-TiN。原工艺影响Ti-IF钢表面质量和钢液纯净度的非金属夹杂物主要是大尺寸Al₂O₃（大于等于15 μm）。通过优化氧枪喷头、RH工艺参数和中间包流场，铸坯中w(T.O)降至16.3×10^-6，最大非金属夹杂物尺寸降至9.5 μm，Ti-IF钢水洁净度得到显著提高。

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3. 基于CFD的钢渣风淬工艺参数分析与设计

刘源泂, 史晋铭, 马国军, 程小军

炼钢 2021, 37 (4): 74-80.

摘要（93）

针对钢渣风淬工艺参数受风速及粒化室布局等多因素影响，分析钢渣受高速气流冲击粒化和对流降温凝固过程，基于有限元仿真分析方法，建立多相流运动方程和风淬工艺有限元模型，结合钢渣样本物性参数实现液态钢渣风淬过程的数值模拟，得到不同粒径和风速下的换热凝固规律，验证了粒化室工艺布局等参数。数值模拟结果表明，考虑钢渣的相变潜热及飞行空气阻力等因素时，入射气流风速100 m/s时，小于等于3 mm粒径的渣粒3 s内表层即可凝固，渣粒主要落地范围20～35 m，满足粒化室工艺条件。

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4. 65 t顶底复吹转炉快速降低炉底高度的生产实践

邓南阳, 潘军, 刘威, 赵斌, 杨勇

炼钢 2021, 37 (4): 1-4.

摘要（119）

针对马鞍山钢铁股份有限公司65 t顶底复吹转炉炉底上涨问题，分析了其产生原因并提出了具体的解决措施。生产实践表明：利用铁水与氧气反应，通过对氧枪枪位、氧气累计量以及浸泡侵蚀时间的合理控制，达到快速降低转炉炉底高度的目的，由于炉底超上限值造成吹炼困难引发喷溅率由0.63 %下降至0.31 %，钢铁料消耗降低4.16 kg/t，为转炉炼钢生产安全提供了有力的保障。

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5. 超低碳汽车板钢钢包渣高效改质工艺的试验研究

高福彬, 王新华, 刘俊山, 武志杰, 张涛

炼钢 2021, 37 (4): 5-9.

摘要（81）

对汽车板钢在转炉炉后进行钢包渣改质，除了改质剂用量充足外，还必须抑制高[O]含量钢液与炉渣间的反应。否则，在后续RH精炼脱碳期，由于钢渣间反应，顶渣中w(Fe_tO)也会回升至8 %～14 %（甚至更高）。河钢集团邯钢公司邯宝炼钢厂通过采用具有缓释Al作用的铝渣球为改质剂，在转炉出钢结束后再向钢包内加入石灰而不是在出钢过程加入，提高钢包渣w(CaO)/w(Al₂O₃)以降低其流动性和微弱钢包底吹搅拌等措施，将RH进站和出站钢包渣w(TFe)分别控制在3 %和5 %以下，有效抑制了连铸过程钢包渣对钢液的二次氧化，连铸中间包钢水T.O含量和非金属夹杂物含量显著减少，连铸水口粘结、堵塞状况得到了有效控制。

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6. 亚包晶钢板坯高拉速生产实践

刘启龙, 曹成虎, 邓勇, 郑晴, 张敏, 罗霄

炼钢 2021, 37 (4): 25-29.

摘要（82）

为解决亚包晶钢浇铸的炉机周期匹配问题、提高生产效率，对亚包晶钢结晶器冷却、振动模式及结晶器保护渣等进行优化。优化后，结晶器冷却水流速由7.27 m/s提高至8.45 m/s，结晶器振动模式的负滑脱时间由0.112～0.128 s稳定控制在0.151 s，结晶器保护渣碱度由1.28提高至1.29，1 300 ℃黏度由0.13 Pa·s下调至0.12 Pa·s。实现了亚包晶钢高拉速的稳定生产，最高工作拉速为1.6 m/min；铸坯表面纵裂纹发生率小于0.3 %，中心偏析质量稳定。

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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. CSP生产Q345热轧板边裂的成因分析与控制

王君驰, 郑万, 王春锋, 叶飞, 钱龙, 康惠柄,

炼钢 2021, 37 (5): 60-66.

摘要（64）

CSP生产热轧板的边裂与连铸、加热及轧制等多工序的工艺异常有关，采用扫描电镜、金相显微镜等手段研究了Q345热轧板的边裂特征，分析其主要影响工序及成因，以提高控制措施的有效性。结果表明，典型热轧板缺陷试样边部的表面和窄边均存在轧向裂纹，裂纹开口及周围含有K、Na等保护渣特有元素的氧化物，裂纹两侧存在明显脱碳、晶粒长大等高温氧化特征，推测这些缺陷起源于结晶器卷渣形成的铸坯窄边皮下夹渣，经过高温加热、轧制演变而成；窄边裂纹一侧局部存在纤维状金属流变组织，与热轧过程边部过冷有关。降低结晶器卷渣、优化板坯加热及轧制冷却工艺，有助于降低热轧板的边裂缺陷。

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9. 基于扇形段受力预测模型的动态辊缝控制技术

何新军, 何小群

炼钢 2021, 37 (5): 35-40.

摘要（95）

扇形段辊缝的优化设计与控制是连铸生产中的重要工艺。通过有限元仿真及样机实测对扇形段拉杆变形及框架挠度进行评估，分析了浇铸过程中影响扇形段变形主要铸坯反力，提出了基于扇形段受力预测模型的动态辊缝控制方法，实现了扇形段变形动态补偿。生产结果表明，扇形段辊缝控制精度达±0.15mm，板坯厚度规格满足工艺要求，生产钢种铸坯中心偏析稳定控制在C15/M30以下。

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10. 钙处理低合金高强钢连铸过程中塞棒侵蚀机理及其改进

周杨鹏, 杨健, 鲁欣武, 刘万善

炼钢 2021, 37 (3): 44-50.

摘要（134）

针对钙处理低合金高强钢浇铸过程中塞棒的异常侵蚀问题，通过对塞棒基质层和侵蚀层进行成分分析、物相分析以及元素分布观察，并进行热力学计算分析，探究了塞棒的侵蚀机理，并提出了相应的改进措施。结果表明，钢液中过量的钙与塞棒耐火材料中的Al₂O₃、SiO₂在塞棒界面反应生成CaO，进而与塞棒耐火材料中的Al₂O₃、SiO₂反应生成低熔点的硅酸盐、钙铝酸盐等化合物是造成塞棒侵蚀的原因之一。塞棒耐火材料中的C和SiO₂反应生成气态的SiO、CO，然后钢液中的钙元素与SiO，CO等气体反应生成的CaO，进而生成低熔点的硅酸盐、钙铝酸盐等化合物，也可以导致塞棒的侵蚀。在侵蚀层中存在低熔点的钙黄长石和镁黄长石类化合物也会导致塞棒的侵蚀。通过规范钙处理量、选用镁碳质棒头等措施，可以明显改善塞棒的异常侵蚀问题，中间包连浇炉数由4~8炉提高至10炉以上。

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11.

敬业钢铁通道式电磁感应加热中间包生产实践

徐海强, 曾岳飞, 谢力, 陈晓东, 郭士萌

炼钢 2021, 37 (5): 41-45.

摘要（82）

介绍了敬业钢铁有限公司通道式感应加热连铸中间包的工艺特征，综述了中间包电磁感应加热技术的应用情况，理论分析了连铸中间包在电磁感应作用下的升温特征。工业试验结果表明，在目标浇铸温度为1595℃时，不使用电磁感应加热条件下，连铸中间包内钢液的温度波动在±8℃，在使用电磁感应加热条件下，连铸中间包的温度保持在±3℃。在整个浇铸过程中，基本实现了低过热度恒温浇铸。该技术对于提高铸坯的等轴晶比率，防止水口堵塞和提高浇铸速度具有重要的意义。

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12. 薄厚度板坯连铸机非稳态连铸坯中夹杂物分布

黄淑媛, 杨健, 李广帮, 康伟, 廖相巍, 田勇

炼钢 2021, 37 (5): 67-75.

摘要（65）

针对鞍钢股份有限公司薄厚度（200 mm）板坯连铸机生产的非稳态铸坯中夹杂物分布进行了研究。Factsage热力学计算结果表明，铸坯中的夹杂物类型主要为Al₂O₃、TiN、Ti₂S₃、MnS，及其复合夹杂物，该计算结果与夹杂物分析结果相符。在铸坯厚度方向上，内弧近表面侧的夹杂物类型主要为TiN，Ti₂S₃和Al₂O₃+TiN复合夹杂物，且数量密度最大，这是由于内弧近表面侧铸坯冷却速度较快，这些夹杂物均质形核析出所致。铸坯宽度方向上，宽度1/2处夹杂物的主要类型为Ti₂S₃，(Ti，Mn)S，TiN和TiN+(Ti，Mn)S，并且数量密度最大，这主要是因为S和N元素在铸坯宽度1/2更容易偏析富集所致。由于尺寸不小于5 μm夹杂物的数量密度按照头坯、过渡坯、正常坯、尾坯依次减少，所以研究中铸坯洁净度较好顺序是尾坯＞正常坯＞过渡坯＞头坯。这与开浇初期中间包流动状态不稳定、夹杂去除条件差、存在二次氧化，大包交换过程中的拉速变动、结晶器液面波动加大等因素有关。铸坯中存在较多大于50 μm的球形和不规则形“Al₂O₃+气泡”气泡型夹杂，意味着更大尺寸的“Al₂O₃+气泡”气泡型夹杂发生概率较大，这容易造成热镀锌汽车外板表面线状缺陷的发生，因此应该更加严格地控制浸入式水口吹氩流量。

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13.

板坯连铸浸入式水口浸入深度对卷渣行为的影响

王博, 邹平, 孙秀兵, 李建军, 孙立根, 朱立光,

炼钢 2021, 37 (5): 22-28.

摘要（101）

板坯连铸中，浸入式水口浸入深度对保护渣卷入有着非常重要的影响。针对某厂板坯结晶器流场、钢液表面流动情况展开研究，通过数值模拟对不同浸入水口浸入深度进行对比分析，并采用水模型试验进行验证。结果表明，浸入深度为100 mm和110 mm时，结晶器液面表面流速较高，最高分别为0.215 m/s和0.210 m/s；浸入深度为120 mm和130 mm时，表面最高流速分别为0.181 m/s和0.179 m/s，表面流速在接受范围之内，卷渣几率较小。对水模研究发现，浸入深度为100 mm和110 mm时旋涡现象明显，液渣层不对称，并存在卷渣现象。综合考虑，当拉速1.65 m/min时，该研究水口浸入深度在120～130 mm较为合理。

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14. 选分结晶对包晶钢连铸坯表面裂纹的影响

曹磊, 王国连, 黄伟青, 韩立浩, 石永亮, 王景奇

炼钢 2021, 37 (3): 58-61.

摘要（117）

针对某钢厂200 mm×2 000 mm连铸机，采用现场试验方法重点研究了选分结晶对碳质量分数在0.09 %~0.15 %的包晶钢连铸坯表面裂纹的影响。研究发现，由于选分结晶的影响，碳含量在连铸坯厚度方向上呈现“M”形，初始凝固坯壳中，距离铸坯表面40 mm以内的区域碳含量低于原始钢液中的成分。对于初始钢液碳质量分数0.10 %的B2钢，距离铸坯表面10 mm处的碳质量分数为0.087 %~0.088 %，低于0.09 %，表面质量良好；而对于初始碳质量分数0.13 %的B1钢，距离铸坯表面10 mm处的碳质量分数为0.113 %~0.115 %，仍处于裂纹敏感性区域，裂纹发生率较高。

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15. 精炼渣Al₂O₃含量对铝脱氧钢中夹杂物的影响

于会香, 邱光元, 郝丽霞, 赵艳宇, 王新华

炼钢 2023, 39 (2): 18-23.

摘要（92）

PDF（pc）（6317KB）（138）

为研究中等碱度精炼渣中Al₂O₃含量对钢洁净度和夹杂物的影响，在1 873 K温度下用MgO坩埚开展了初始碱度为4、不同Al₂O₃含量的CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO顶渣与铝脱氧钢的平衡试验。结果表明，渣钢反应后，夹杂物类型由反应前的MgO-Al₂O₃-MnS复合类转变为中心为MgO-Al₂O₃，边部为MgO-Al2O3-SiO2-CaO(-MnO)系的包裹体复合类；形貌由边界多棱角的块状和簇群状转变为边界圆滑的类球状。随着渣中Al₂O₃含量的增加，夹杂物中Al₂O₃含量显著增加，MgO含量减少，其他组分含量变化不大；夹杂物尺寸呈现增大的趋势；夹杂物数量密度增大，钢的洁净度降低。该试验条件下，当w(Al₂O₃)≈20 %时，夹杂物数量密度最小，钢液的洁净度最高。基于试验结果，对渣、钢的成分变化和夹杂物转变做了热力学讨论。

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16. LF深脱硫钢种钢包结壳分析及控制方法

杨俊峰, 韩少伟, 江腾飞, 韩凯峰, 朱良, 安永超, 孙永林

炼钢 2021, 37 (3): 39-43.

摘要（88）

为了解决LF深脱硫钢种钢包顶渣结壳的问题，对结壳炉次精炼渣成分及熔点进行分析，利用扫描电镜对结壳物进行微观形貌及物相研究。结果表明，由于炉渣熔点过高，冷却过程中析出物呈网状联结导致顶渣结壳。根据相图确定了降低熔点的精炼渣改质目标区域，基于渣量核算提出了两种优化后渣改质工艺方案，通过工业试验验证，优化后精炼渣可同时满足LF深脱硫及减轻钢包顶渣结壳的要求，为高效生产创造了条件。

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17. 120 t复吹转炉高强度底吹CO₂工业试验

魏国立, 朱青德, 胡绍岩, 朱荣, 冯超

炼钢 2021, 37 (3): 10-16.

摘要（74）

为强化转炉熔池搅拌效果，改善炉内冶金反应动力学条件，在120 t复吹转炉上开展了高强度底吹CO₂的工业试验，吹炼时底吹强度最高可达0.21 m³/(t·min)，试验采用喷枪型底吹元件，底吹气体包括N₂、Ar和CO₂，根据不同冶炼阶段单一气体供气或混合后供气。试验结果表明，在终渣碱度基本相同的情况下，高强度底吹CO₂工艺终渣氧化铁质量分数最低，转炉终点碳氧积、终点钢水P、S、N含量均比原底吹工艺和高强度底吹N₂/Ar工艺低，终点钢水Mn含量、脱磷率和脱硫率均比原底吹工艺高。高强度底吹CO₂有利于降低转炉炼钢成本，提升钢水纯净度。

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18. Hi-B钢连铸坯凝固组织及偏析的研究

李辉, 时朋召, 仇圣桃, 杨军, 邹德宁

炼钢 2021, 37 (5): 29-34.

摘要（104）

通过工业试验，借助低倍检验、化学分析和原位分析等手段，对不同过热度和二冷比水量条件下Hi-B钢铸坯的宏观凝固组织和元素偏析进行分析检测，探究钢水过热度和二冷强度对铸坯凝固组织和元素分布的影响规律。结果表明，提高二冷强度，可使柱状晶率增加，降低过热度，可保留一定数量的等轴晶区。但过热度和二冷强度对铸坯中心等轴晶晶粒尺寸影响较小，铸坯中心等轴晶尺寸为3.0~3.4 mm。随着柱状晶率增加，碳的偏析逐渐改善，硫偏析先加剧后减轻。在过热度20 ℃、比水量1.38 L/kg的铸坯中，内弧侧粗大晶粒可达9.8 mm，高溶质浓度的钢液在枝晶间隙流动，造成严重的碳、硫偏析。

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19.

鱼雷罐加废钢对铁水渣及铁水脱硫的影响

刘自康, 郑毅

炼钢 2021, 37 (5): 1-5.

摘要（103）

为解决鱼雷罐加废钢后镁基复合喷吹脱硫工艺终点硫含量异常偏高时有发生的问题，对异常炉次脱硫前的铁水渣进行了观察并取样分析，结果表明，铁水渣为油渣，其成分完全不同于高炉渣，碱度不超过0.3，w(CaO)/w(Al₂O₃)<0.85，属于带有一定氧化性的酸性渣。随铁水渣碱度大幅降低，渣中 SiO₂活度显著增加、脱硫产物的饱和溶解度降低，促进了Mg与Si的反应，抑制了脱硫反应，从而导致终点硫含量大幅增加，镁粉利用率显著降低。鱼雷罐加废钢改变了铁水渣成分，是频繁形成油渣的根本原因，通过采取减少鱼雷罐中氧化铁带入量和油渣炉次“前扒渣+后扒渣”两大措施，油渣发生率由40%降至15.6%，油渣炉次的镁粉利用率恢复至43.8%。

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20.

转炉采用石灰石造渣水模拟试验研究

李晨晓, 毛文文

炼钢 2021, 37 (5): 12-16.

摘要（124）

为研究复吹转炉采用石灰石造渣过程中的熔池特性，建立了石灰石造渣时CO₂释放的水模型，用水模拟铁水，用干冰模拟石灰石。采用熔池电导率法考察了不同条件下的混匀时间。研究结果表明，顶吹气体和底吹气体是熔池搅拌的主要动力，增加供气流量能缩短熔池混匀时间；混匀时间随枪位的提高逐渐增长。通过增加顶吹气体流量及氧枪枪位，可使火点区凹坑面积增大，而增加底吹气体则起到相反的作用。石灰石加入熔池后释放CO₂气体，向熔池中加入适量的石灰石，能降低熔池的混匀时间。

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