气化脱磷能够有效地去除熔渣中部分P2O5,扩大其磷容量。在实验室进行了焦炭还原转炉渣气化脱磷热态试验,热力学计算研究结果表明,在1 540℃下焦炭会优先还原P2O5,还原产物为可能的P2,而P2O5的实际还原率与理论计算值基本一致。通过SEM-EDS对还原前后炉渣形貌进行分析,转炉终渣主要由C2S相、RO相、钙铁橄榄石和钙镁橄榄石构成,并且P存在于高Ca和高Si含量的硅酸盐相微区,可推断C2S相是P的富集相;经气化脱磷后,转炉熔渣中的FeO被焦炭还原成亮白色大直径颗粒状单质Fe相,此相会吸附逸出的P2,随着Fe含量的增加,赋存P元素也会增多。因此可推断在气化脱磷时,一部分P以P2的形式通过炉气排出炉外,另有部分P2会被Fe相吸附,并赋存在单质Fe相中形成磷化铁化合物。
使用不同内径尺寸的RH浸渍管进行工业生产试验,试验结果表明:浸渍管内径越大,钢液脱碳、脱氢速率越高、浸渍管耐材侵蚀率降低、洁净度提高。浸渍管内径由450mm扩大到510mm,钢液初始碳质量分数0.05%经过RH深脱碳至0.01%以下,时间缩短了8min,效率提高了61.5%;经过真空循环脱气后,钢液氢质量分数降到0.00010%以内,使用内径510mm的浸渍管相比内径为450mm的浸渍管脱氢时间缩短10min;浸渍管内径扩大后,RH真空处理过程中钢流稳定,对耐材的冲刷量减少,耐材侵蚀速率降低50%;使用扩径浸渍管,钢中夹杂物总量及大粒径夹杂物均减少,钢中的T.O含量降低,钢的洁净度提高。
镁处理可有效细化钢中夹杂物,并通过诱发IAF的形式提高船板钢的大线能量焊接性,但焊接热循环中温度对IAF诱发的影响尚不明晰。本研究先后对镁处理船板钢中夹杂物的尺寸、数量、组成进行了统计和分析,对其铸坯和轧材分别进行了不同温度的高温处理和相应的金相组织分析,并对诱发IAF的夹杂物构成进行了大量的分析。结果表明:镁处理后船板钢中夹杂物种类大幅增加,且尺寸在0.5~3μm的夹杂物数量占比达77.6%。对于试验钢而言,当加热温度超过其奥氏体化温度时,钢中的微细粒子能够有效地细化钢组织。对于IAF的诱发而言,轧材需要升温至1100℃以上,铸坯需要升温至1200℃以上。扫描电镜分析结果表明,能够诱发IAF的典型夹杂物为含MgO-Al2O3-Ti2O3的复合夹杂物。
结合扫描电镜和大样电解研究了CSP流程W800牌号无取向电工钢表面线状缺陷中夹杂物成分及来源,采用SPSS软件回归分析了生产过程各因素对表面线状缺陷的影响。研究表明:稳态浇铸过程铸坯中大型夹杂物含量为5.39 mg/10 kg。引起无取向电工钢表面线状缺陷的大型夹杂物主要为脱氧产物、镁铝尖晶石和钢包顶渣,主要类型为Al2O3、MgO-Al2O3、CaO-Al2O3-MgO和CaO-Al2O3-SiO2。非稳态浇铸过程钢水洁净度明显降低,热轧板表面线状缺陷比例上升。影响表面线状缺陷的主要因素为RH出站时顶渣的w(CaO)/w(Al2O3)、RH脱氧结束氧位及中间包最低吨位。
转炉汽化冷却烟道的安全运行受吹炼时间、空气消耗系数、烟气流速等因素的影响,其中空气消耗系数与实践生产联系最为紧密。依据转炉汽化冷却烟道的热力计算过程编制了热力计算程序,当空气消耗系数发生变化时,通过热力计算程序研究了炉气的理论燃烧温度、汽化冷却烟道的传热量及排烟温度的变化规律。结果表明,180 t转炉在炉气温度1 600 ℃,初始炉气成分φ(CO)=90 %,φ(CO2)=10 %的情况下,当空气消耗系数从0.08增长至0.30时,炉气的理论燃烧温度提高了286.1 ℃,烟气中φ(CO)从72.468 %下降到41.052 %,换热量大幅增加,烟道出口排烟温度提高了139.12 ℃。