·414… 北京科技大学学报 第33卷 1%计，则此时钢中的溶解钙含量达到0.049%，已 次氧化反应，对提高高铝钢钢水的洁净度和可浇性 超过Ca在钢中的溶解度，见图1，因此理论上通过 具有重要意义. 钙处理显然不能满足A山0，夹杂物的形态控制要 1出钢和精炼过程钢中夹杂物的控制 求.除此之外，传统的中包覆盖剂和连铸保护渣中 S02含量较高，连铸过程的钢渣反应一方面使得钢 攀钢38 CrMoAl钢的生产工艺见图2，内控成分 中夹杂物增多，另一方面使得熔渣成分和性能发生 见表1.该钢中铝含量高，加入量大，为确保成分合 较大的改变，不利于浇注过程的稳定6].因此为了 格，充分利用生产流程中各工序的成分调节功能，采 保证高铝钢连铸过程的顺行，除对脱氧产物进行变 用分步配铝工艺，即在出钢过程、LF精炼处理过程 性处理和加强保护浇注外，减少或避免钢渣间的二 分批加入铝或含铝合金，并在RH工序将成分调整 2000 到内控目标.由于转炉下渣的影响，钢包渣中Si02 含量较高，有必要讨论钢渣反应的热力学趋势.钢 100 中A1与渣中Si02反应如下9： 1a-0.031746k 1600 4Al+3Si02=2Al203+3Si 铁液+ △G°=-720680+133T,Jmol- (1) 1400 反应的吉布斯自由能 1200 铁液+和 △G=△G°+RTIn- zo,as (2) 100g95099609709809910 so.dk (FeVutFr+Cal 钢中组元活度通过相互作用系数（表2）获 图1FeCa二元相图 得.熔渣组元活度以简单的Ca0-A山，0，-SiO2三 Fig.1 Phase diagram of the Ca-Fe binary system 元系为例，通过Factsage热力学软件求得，见图3. 铁水员脱该 复吹转的 LF炉 RH 大方还连铸机 图2攀钢38 CrMoAl高铝钢生产工艺流程 Fig.2 Production process of 38CrMoAl steel in Pangang 表138 CrMoA钢化学成分（质量分数） Table 1 Composition of 38CrMoAl steel % C Si Mn Cr Mo Als P 0.35-0.40 0.25-0.400.40-0.60 1.40-1.55 0.15-0.20 0.70-1.10 ≤0.20 ≤0.015 表21873K时FeC-X熔体元素活度相互作用系数心 Table 2 Activity interaction coefficients of elements in the Fe-CX melt system at 1873 K 0 C Si Mn Ca Cr Mo -1.98 0.035 0.033 0.091 0.056 0.056 0.043 -0.047 Si -0.23 0.056 0.11 0.18 0.11 0.002 0.058 -0.0003 热力学计算表明，在38 CrMoAl钢水成分条件 中Si02含量来看（图4），渣中Si02含量将还原到较 下，当炉渣中w(Si02)>2%时，未发现△G>0的区 低的水平.钢渣反应使得钢水增硅的同时，反应生 域，说明钢中高含量的A1对渣中即使少量的SiO2 成的A山203夹杂也会增多，所以对转炉下渣量应进 都具有较强的还原性.从生产过程各工位点钢包渣 行控制.北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 1% 计，则此时钢中的溶解钙含量达到 0. 049% ，已 超过 Ca 在钢中的溶解度，见图 1，因此理论上通过 钙处理显然不能满足 Al2O3 夹杂物的形态控制要 求． 除此之外，传统的中包覆盖剂和连铸保护渣中 SiO2 含量较高，连铸过程的钢渣反应一方面使得钢 中夹杂物增多，另一方面使得熔渣成分和性能发生 较大的改变，不利于浇注过程的稳定［6--8］． 因此为了 保证高铝钢连铸过程的顺行，除对脱氧产物进行变 性处理和加强保护浇注外，减少或避免钢渣间的二 图 1 Fe--Ca 二元相图 Fig． 1 Phase diagram of the Ca-Fe binary system 次氧化反应，对提高高铝钢钢水的洁净度和可浇性 具有重要意义． 1 出钢和精炼过程钢中夹杂物的控制 攀钢 38CrMoAl 钢的生产工艺见图 2，内控成分 见表 1． 该钢中铝含量高，加入量大，为确保成分合 格，充分利用生产流程中各工序的成分调节功能，采 用分步配铝工艺，即在出钢过程、LF 精炼处理过程 分批加入铝或含铝合金，并在 RH 工序将成分调整 到内控目标． 由于转炉下渣的影响，钢包渣中 SiO2 含量较高，有必要讨论钢渣反应的热力学趋势． 钢 中 Al 与渣中 SiO2 反应如下［9］: 4Al + 3SiO2 2Al2O3 + 3Si ΔG— = － 720 680 + 133T，J·mol － 1 ( 1) 反应的吉布斯自由能 ΔG = ΔG— + RTln a2 Al2O3 a3 Si a3 SiO2 a4 Al ( 2) 钢中组元活度通过相互作用系数 ( 表 2 ) 获 得［9］． 熔渣组元活度以简单的 CaO--Al2O3 --SiO2 三 元系为例，通过 Factsage 热力学软件求得，见图 3． 图 2 攀钢 38CrMoAl 高铝钢生产工艺流程 Fig． 2 Production process of 38CrMoAl steel in Pangang 表 1 38CrMoAl 钢化学成分( 质量分数) Table 1 Composition of 38CrMoAl steel % C Si Mn Cr Mo Als P S 0. 35 ～ 0. 40 0. 25 ～ 0. 40 0. 40 ～ 0. 60 1. 40 ～ 1. 55 0. 15 ～ 0. 20 0. 70 ～ 1. 10 ≤0. 20 ≤0. 015 表 2 1 873 K 时 Fe--C--X 熔体元素活度相互作用系数ej i Table 2 Activity interaction coefficients of elements in the Fe-C-X melt system at 1 873 K i j O S P C Si Mn Al Ca Cr Mo Al － 1. 98 0. 035 0. 033 0. 091 0. 056 0. 056 0. 043 － 0. 047 — — Si － 0. 23 0. 056 0. 11 0. 18 0. 11 0. 002 0. 058 — － 0. 000 3 — 热力学计算表明，在 38CrMoAl 钢水成分条件 下，当炉渣中 w( SiO2 ) ＞ 2% 时，未发现 ΔG ＞ 0 的区 域，说明钢中高含量的 Al 对渣中即使少量的 SiO2 都具有较强的还原性． 从生产过程各工位点钢包渣 中 SiO2 含量来看( 图 4) ，渣中 SiO2 含量将还原到较 低的水平． 钢渣反应使得钢水增硅的同时，反应生 成的 Al2O3 夹杂也会增多，所以对转炉下渣量应进 行控制． ·414·