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1提高钢水纯净度的研究工作1中间包耐火材料综合技术研究通过对中间包耐材的技术研究以改善钢水流动状态，进一步促使钢水中微小夹杂物上浮，并吸收钢水中非金属夹杂物，从而降低连铸坯中的总氧量，提高钢水纯净度。主要研究内容：镁钙涂料三重堰的设计和布置，优化中间包流场钢水陶瓷过滤器中间包碱性覆盖剂等。取得如下冶金效果：（1）钢水中≥50μm的大型夹杂物，在中间包内的去除率达80%，最高达100%。对微观夹杂物去除率为10-70%，T[O]去除率为54-70%。（2）使用镁钙涂料，钢水中Al2O3被吸收，耐材中Al2O3从使用前的1%增加到使用后的5.5-6.6%。（3）使用中间包碱性覆盖剂后，覆盖剂中Al2O3含量从使用前的3%增加到11-15%，高碱度度覆盖剂吸收Al2O3量可达27%。在后来纯净钢冶炼中，如汽车用O5板、IF钢和X系列管线钢的生产中，广泛应用这套综合技术，取得良好的冶金效果。1.1中间包镁钙质涂料2开发的镁钙质涂料有下列几种：MgOCaOSiO2Al2O3Fe2O3低钙型67.617.77.02.41.0中钙型57.233.05.90.80.7高钙型35.454.63.50.30.5可从使用前后镁钙涂料化学成分的变化，判断其吸收Al2O3夹杂物的效果：MgOCaOAl2O3SiO2Fe2O3Fe+FeO1使用前32540.61.50.5使用后32.555.15.35.20.492使用前56.233.60.94.80.20.5使用后39.914.013.94.88.917.9注：使用后结果为清除挂渣后的变质层的成分可见，使用后镁钙质涂料中Al2O3,SiO2含量明显增加，说明涂料吸附钢水中Al2O3和SiO2夹杂物的能力。1.2中间包碱性覆盖剂为防止中间包钢水的二次氧化、温降和吸附夹杂物并净化钢水，而普遍使用覆盖剂。宝钢开发了碱性覆盖剂。其性能指标如下：T.CSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO熔化温度℃TD-110±1.025±2.0≤3.5≤3.044±1.58±11410TD-22.3±0.517±1.0≤0.5≤1.069±1.51.0±0.5＞1500从使用前后覆盖剂化学成分的变化可见，覆盖剂中Al2O3含量提高了11-15%。无疑，这是从钢水中吸附夹杂物的结果。特别是高碱性覆盖剂，其吸附Al2O3量高达27%。见下表：3MgOCaOAl2O3SiO2T.FeTD-1原样8.944.32.925.41.6用后7.637.815.230.62.7TD-2原样1.169.50.517.1＜1用后10.641.127.115.71.3氧化钙过滤器宝钢组织开发了用氢氧化钙一次烧成直接制得的氧化钙过滤器制品的工作，其技术性能是：CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3体积密度g/cm3显气孔率%耐压强度MPa98.30.50.050.5o.o52.412721用后过滤器的化学分析如下：由此可见，过滤器的Al2O3增加了5-7%，说明它具有吸附Al2O3的能力。钢水中夹杂物减少了22.7-40%。1.4三重挡渣堰宝钢对中间包钢水流场进行了数学模型和水模型实验，并由此将原二重挡渣堰改为三重挡渣堰，并优化了其位置，取得了较好的冶金效果，强化了去除夹杂物的能力。中间包钢样分析对比如下：使用前使用后部位1部位2部位3CaO99.060.560.563.4SiO20.050.71.10.8Al2O30.57.37.05.54钢种钢包中钢水量，200100三重堰AP1056E1钢水中T.Al平均值-6.750.25祛除率49.56%13.90%二重堰AP0740DS平均值-4.75%-4.375%祛除率36.95%38.49%三重堰AP1056E1钢水中夹杂物平均值-2.375%1.33%祛除率24.79%40.0%二重堰AP0740DS平均值0.43%0.5祛除率-8.41%-22.2%中间包结晶器渣样的变化见下表：钢包吨位200t钢包吨位100tCaOSiO2Al2O3CaOSiO2Al2O3三重堰AP1056E135.62536.55.57435.6536.45.5二重堰AP0740D5AP1056E135.32535.76.635.2535.7756.725可见结晶器中Al2O3含量减少，表明三重堰有利于钢水中夹杂物的减少。52纯净钢工艺的研究目标：以IF钢和管线钢为对象钢种，开展冶炼工艺和装备研究，达到批量生产的目的。工作内容：包括铁水予处理、转炉冶炼技术、二次精炼技术及相关耐材、辅材研究。2.1铁水予处理混铁车脱硫渣稀释工作，电石粉基脱硫剂。铁水包喷粉脱硫模拟研究，铁水深脱硫的实验。予处理氮含量控制。三脱降温研究2.2转炉冶炼技术研究低磷冶炼，低氮冶炼钢包还原处理技术2.2二次精炼技术RH静态脱碳、脱氧模型，IF钢降碳、氧和硫的规律RH脱硫研究2.3连铸结晶器吹氩水口、水模和数模实验连铸纯净技术经过炼钢联动实验达到了下面目标：6[C][N]T[O]以前实验后以前实验后以前实验后50≤2524≤2050≤3022.616.427.9注：IF钢表面夹杂缺陷基本得到改善研究工作后，IF钢纯净度接近国外先进国家批量生产超深冲钢的纯净度水平。2.1技术路线2.1.1碳的控制集中在炉外精炼降碳和防止连铸增碳。在初炼炉中碳脱至0.03-0.05%的最佳量，再在RH真空脱碳至目标值≤30ppm。防止二次冶金及连铸中增碳：首先防止从RH凝壳中吸碳，钢包保温不用炭化稻壳。连铸中钢水从耐材，保温料和结晶器保护渣中增碳。2.1.2氮的控制氮在钢水中难以祛除，为此，精炼前氮应尽量低，并尽力减少吸氮的来源。如:要全铁炼钢；在冶炼纯净钢，初始[N]＞20ppm时，经RH脱碳可除去部分氮，当初始[N]=20ppm时，则无法进一步降低氮，只能争取不吸氮。连铸增氮情况如下：宝钢钢包-连铸增氮1-5ppm武钢钢包-连铸增氮3-9ppm7在BOF-RH工艺中除氮，10-20ppm是极限，若要进一步降低氮，则要采取其他防止增氮办法。2.1.3氧的控制重点是挡渣出钢和提高炉渣碱度与MgO含量；采用钢包改质技术；RH处理时要有足够环流时间；采用大容量、深熔池中间包。2.1.4硫的控制脱硫在两个阶段进行：铁水予处理和二次精炼。生产超低硫钢时要注意：铁水脱硫前：高炉铁水的硫应尽可能低，铁水脱硫后要扒渣，防止回硫，炼钢时注意用低硫废钢和低碳含量造渣材料。钢包中脱硫时注意：钢水和渣中氧要低，用高硫容量的碱性渣，钢水要混合均匀。2.2纯净IF钢冶炼技术2.2.冶炼工艺路线铁水转炉钢包渣RH连铸予处理吹炼改质脱碳总体思路：采用相应措施，降低钢中[C]、[N]、T[C]夹杂为重点，最大限度净化钢水，注重解决钢水再次污染，充分发挥每个工序净化钢水的能力，又为下工序创造条件。2.3IF钢的控制技术8转炉终点碳控制；RH终点碳控制；防止RH—CC的增碳。2.4低氮钢的生产减少转炉终点氮量和避免钢水增氮是获得低氮钢水的主要办法。2.5洁净钢生产技术IF钢冷轧板表面典型缺陷是条片缺陷。采取措施：挡渣出钢，钢包渣厚度≤100mm;钢包渣改质;控制RH中T[O]的浓度和纯脱气时间;;应用中间包净化技术;采用不易卷入的高粘度保护渣;连铸中保持适量的氩气吸入和维持结晶器的液面稳定。纯净IF钢坯质量有明显提高：（%）缺陷类型普通IF钢纯净IF钢夹杂针孔3.962.50.552.42.6纯净IF钢生产中各工序，钢包中[C]、[N]、[O]的变化3下一步的纯净钢工艺研究仍旧以IF钢和管线钢为对象钢种开展研究工作。转炉终点钢包RH前RH脱碳终点RH结束中间包铸坯[C]30922021.922.52730[N]1318202016.51617T[O]----5455306745289IF钢研究的关键是尽可能降低钢中[C]、[N]、[O]及夹杂物的含量。采用的工艺路线是铁水转炉RH连铸予处理复吹工艺脱气对碳含量：使用2#RH,配以低碳耐材、辅材，尽量降低钢中碳；对氮含量：转炉低碳冶炼，进一步降低停吹的碳；对氧含量：完善钢包脱氧技术及强化RH脱氧功能。IF钢成品要达到下面指标：[C][N][O]≤20≤20≤25国外IF钢成分控制水平：厂家[C][N][O]新日铁211420川崎水岛202028川崎千叶2032美国内陆2019法国SollacFlorage20252001．11