第11卷第6期 2011年12月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
超纯低压转子钢治炼渣系研究
卢叶，唐萍，文光华，高建军，刘海澜”
(1.重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044：2.中国第一重型机械集团公司，黑龙江齐齐哈尔161042)
VoL.1I No.6 Dec. 2011
摘要：一重生产超纯低压转子钢的工艺流程为EAF-LF-VD-VCD，为了满足超纯低压转子钢的成分要求，在理论分析的基础上，通过实验室实验研究和热力学计算，得到能满足超纯低压转子钢成分要求的高效脱磷及脱硫渣的成分。其中，在高效脱渣中，SiO,含量小于6%可以保证在LF-VD精炼过程中不发生增硅现象，而AI,O;含量为2%~4% 则可避免在VD炉真空精炼过程中增铝现象发生，生产实践证明，研究得到的电炉脱磷渣和LF-VD炉脱硫渣能实现高效脱磷和脱硫，达到超纯低压转子钢的成分要求，
关键词：超纯转子钢：脱磷渣：脱硫渣
中图分类号：TF762*3 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)061075-06
回磷量最大为0.003%，则电炉出钢时必须达到[PK 0.002%，常规脱磷渣难以实现.此外，对前人研究得到
超纯低压转子钢的代表钢种为30Cr2Ni4MoV，该钢种属于亚共析钢类的中合金结构钢，为优质的调质高强度结构钢.近年来，电力工业的迅猛发展使得转子钢的需求量越来越大，为了延长转子寿命，保证转子质量，科研工作者做了许多关于转子钢性能的研究(I-3)，并针对转子钢的性能要求，提出了适合超纯低压转子钢生产的冶炼技术围，由于钢中的磷会导致钢的回火脆化，硫会引起钢的韧性降低，硅和锰等合金元素会助长脆化，当钢中含氢量较高时，冷却过程中的相变引起较严重的内应力，使得在锻件的富氢部分产生白点，造成严重的纵裂倾向.此外，钢中As，Sn，Sb等杂质元素导致钢的回火脆化，因此，在超纯低压转子钢的冶炼过程中，须严格控制钢中P,S,Si,Mn,H的含量，根据钢种要求达到[P]<0.005%,[S]<0.002%,[Si]<0.05%,[Mn]<0.05%][H]≤1.5x10，同时各种有害杂质元素尽可能地控制到极低值，以保证在高温下转子的使用性能达到要求。
根据超纯低压转子钢的成分要求，在冶炼过程中需进行强化脱磷、脱硫，真空脱气、深脱硫，以及防止回磷、增硅、增锰、增铝等一重冶炼超纯低压转子钢采用的工艺流程为EAF-LF-VD-VCD.其中，针对电炉脱磷渣和LF-VD炉脱硫渣，国内外做了大量研究，得到了用于脱磷的CaO-FeO渣系[5-7]和常用于脱硫的 CaO-CaF2，CaO-SiO2，CaO-Al,O,渣系(8-11，生产实践表明，在电炉氧化脱磷后的还原精炼(LF-VD)中，会有回磷现象的发生(包括原料的带入)，一般LF炉在卡渣操作的条件下最大回磷量为0.002%12)，VD炉回磷量在 0~0.001%之间.根据钢种成分要求[P]<0.005%，若考虑收稿日期：2011-0828，修回日期：2010-1208
基金项目：十一五-科技重大专项课邀资助项目（编号：2009ZX04014-061-7)
的脱硫渣而言，由于CaO-CaFz渣系中CaF2含量较高，对钢包包衬腐蚀严重，不适合大量应用于生产；而 CaO-SiOz查系由于SiO2含量较高，使脱氧元素铝在 LF-VD精炼过程中与渣中的SiOz发生氧化还原反应导致增硅，在控制增硅方面效果不理想：CaO-Al,O;渣系因AlzO,含量较高，使钢中的碳在VD真空精炼过程中与渣中AlzO;发生还原反应导致增铝，在控制增铝方面效果不理想.3种常规脱硫渣系均不能同时满足超纯低压转子钢低硫、低硅、低铝的纯净度要求[13]
本工作以理论分析为基础，结合实验室实验研究和热力学计算，得到了能满足电炉出钢时[P]<0.002%的高效脱磷渣，并通过调整常规脱硫渣中CaF2,SiO2和Al,Os 的含量，利用低硅低铝的特点，获得了能有效防止精炼过程(LF-VD)中钢水增硅、增铝的高效脱硫渣
2实验 2.1材料
脱磷渣碱度与脱磷率关系的测定实验使用具有一定磷含量的钢样，以及不同碱度的脱磷渣。
LF-VD条件下，防止脱氧元素铝引起钢水增硅的脱硫渣成分随时间变化的测定实验所用钢样的主要化学成分为[AI]1.2%,[C]0.15%,[Si]0.3%，实验精炼渣成
分如表1所示 2.2实验设备
实验在10kg真空感应炉上进行，实验埚为MgO 材质外套石墨，用X射线荧光光谱对渣进行 XRF分析
作者简介：卢叶(1987-)，女，云南省.k溪市人，硕士研究生，治金工程专业；唐障，通讯联系人，E-mail:tping@equ.edu.cn 万方数据