PDF《L F 炉合成精炼渣成分优化》

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2005212207 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目(50374029)・ 作者简介 : 孟劲松(1969 - ) ,男 ,安徽芜湖人 ,东北大学博士研究生 ;

姜茂发(1955 - ) ,男 ,山东栖霞人 ,东北大学教授 ,博士生导师・ 第27卷第10期2006 年10 月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University(Natural Science) Vol127 ,No.

10 Oct.

2 0

0 6 文章编号 :

100523026 (2006)

1021110204 LF 炉合成精炼渣成分优化 孟劲松 , 姜茂发 , 王德永 , 刘承军 (东北大学 材料与冶金学院 , 辽宁 沈阳 110004) 摘要:通过建立二次回归正交设计模型 ,考察了合成精炼渣碱度 w (CaO) / w (SiO2) ,Al2O3 和CaF2 质量分数对 L F 深脱硫效果的影响・ 结果表明 ,当渣中 w ( FeO) 为015 % , w (MgO) 为9%时,随渣中 w (CaO) / w (SiO2) 增加 ,脱硫率均先增大后减小・ 当w(CaO) / w (SiO2) 不同时 ,Al2O3 和CaF2 质量分数对脱硫效果的影响程度不同 ,主要原因是渣中有效 CaO 含量变化引起的・ 随渣中 w (FeO) 降低和渣量增加 ,脱硫率明显增大・ 实验优化的最佳脱硫渣系组成为 w (CaO) / w (SiO2) = 9~11 , w (Al2O3) =

27 %~29 % , w (MgO) =

9 % , w (CaF2) =

8 %~10 % , w (FeO) 小于

015 %・ 关键词:LF炉;

合成精炼渣 ;

脱硫率 ;

正交设计 ;

碱度 ;

CaO 含量 中图分类号 : TB

146 文献标识码 : A 硫是高级别石油管线钢中影响钢材抗氢致裂 纹(HIC) 和抗硫应力裂纹(SSC) 能力的主要元素・ 研究表明 :当钢中硫的质量分数 >

01005 %时 ,随 硫含量增加 ,HIC 的敏感性显著增加 ,当钢中硫的 质量分数 <

01002 %时,HIC 明显降低[1~4 ] ・ 此外 硫在钢中易生成 FeS - MnS 夹杂 ,此类夹杂在热 轧时易变形 ,引起钢各向异性 ,严重影响管线钢的 低温冲击韧性和延展性[5~7 ] ・ 生产高级别石油管线钢时 ,要求钢中 w (S) ≤

01001 % , w ( H) ≤01000

2 % ,钢中脆性 Al2O3 夹杂和条状 MnS 夹杂为痕迹 ,夹杂物尺寸 D <

100μm・ 由于 L F 炉是冶炼管线钢有效的精炼方 式 ,而精炼渣又是脱硫和吸收夹杂物最直接和有 效的载体 ,因此 ,系统研究精炼渣成分对脱硫效果 的影响 ,对于加快化渣时间 ,提高深脱硫速度 ,控 制夹杂物形态均具有显著意义・

1 研究方法 1.

1 实验准备 将分析纯 CaO , SiO2 ,Al2O3 ,MgO 按比例混 合均匀 ,于1500~1

550 ℃ 预熔

30 min ,熔化后迅 速冷却・ 脱硫实验前 ,将预熔渣与一定量 CaF2 混 合均匀・ 实验钢取自某钢厂 L F 炉精炼前钢水样 , 平均硫的质量分数为

414 *

10 -

5 ,成分如表

1 所示・ 脱硫实验使用电熔 MgO 坩埚 ,氧化镁坩埚外 用石墨坩埚保护 ,采用固体电解质定氧探头测定 钢中氧活度 ,采用光谱分析测定钢中硫含量・ 表1实验用钢的成分(质量分数) Table

1 Chemical composition of sample steel % 成分 C Si Mn P S Al Cr Ni Cu Nb Mo V w 0.

073 0.

146 1.

391 0.

014 0.

004 4 0.

025 0.

021 0.

014 0.

007 0.

033 0.

004 0.

030 1.

2 实验过程 (1) 为防止钢水氧化 ,通氩气保护 ,氩气流量 为01001 m3 ・ min -

1 ・ 进入炉膛前的氩气预先通过 由硅胶、 分子筛、 镁屑组成的净化装置・ (2) 取600 g 钢样放入电熔氧化镁坩埚内 ,一 起置入电阻炉恒温带 ,升温至

1 580 ℃ 恒温・ (3) 采用固体电解质定氧探头测定钢中氧活 度 ,时间