第8期 孙彦辉等：RH处理超低碳铝镇静钢的总氧预测模型及应用 .977 产需要，在线实时进行计算，为RH操作提供指导， (4)控制钢包渣中(Fe0+Mn0)含量.钢包渣 (1)预测RH处理终点时的总氧，已知初始氧 中(FeO十MnO)对RH处理最终所能达到的洁净度水 [0]o=540×10-6,钢包渣(Fe0十Mn0)=15%,由 平有重要影响.由图3可知，在处理时间为l3min 图3或式(14)可以得出，RH脱碳结束后再处理 条件下，渣中(Fe0十Mn0)=15%时，RH处理所能 13mim,[0]z可达到8.47×10-6水平. 达到的洁净度为8×10-6；渣中(Fe0十Mn0)= 10%时，RH处理所能达到的洁净度为6×10-6；渣 120 [01=540×104 100 钢包渣中(FeO+MnO) 中(Fe0十Mn0)=5%时，RH处理所能达到的洁净 5% 度为3.4×10-6.因此，有必要控制渣中(Fe0十 80 -一10% 159% Mn0)<10%,这样将使钢水洁净度有很大提高， 60 (5)控制初始氧[0]o,钢中初始氧[0]o越高 40 达到相同T[0]水平所需的时间越长.例如，当初始 20 主主主 氧[0]o=300×10-6,处理9min时[0].可达到8× 791113151719 10-6;而初始氧[0]o=700×10-6时，则需处理 从RH脱碳结束开始计时min 11min以上钢液洁净度才能达到同等水平，如图4 图3RH处理钢中氧的预测曲线 所示，因此，应该尽可能降低脱碳结束时钢中的氧 Fig.3 Oxygen prediction curves of steel in RH treatment process 含量，这对提高钢洁净度，节约成本有重要意义 (2)根据目标氧[0]，确定RH初始的处理工艺 5结论 参数.在钢包渣(Fe0十Mn0)=10%情况下，若要 使RH处理结束时目标氧[0]：达到8×10-6的水 (1)建立了300t钢包RH处理过程中钢中氧 平，由图4或式(14)可以得出，初始氧[0]o=500× 含量的预测模型，由模型预测的[0]：与实际测定结 10-6时，脱碳结束后需再处理10min;初始氧[0]o= 果相比，其误差为一1×10-6~3.4×10-6 (2)由预测模型分析知，影响RH处理过程中 300X10-6时，脱碳结束后需再处理8min. 钢中总氧含量的因素有吹氩流量、浸渍管直径、处理 160- 140 时间、渣中(Fe0十MnO)含量、钢中初始氧等；促进 120 (Fe0+MnO)=10% 夹杂物上浮的手段有增大吹氩流量、增大浸渍管直 钢中初始氧10 +O/To] ±-300 径，但都有一个合适的范围. 500 6 (3)已知RH处理工艺条件来预测目标[0]， -700 根据所要求的RH处理结束时目标[O]:确定应具 40 备的处理工艺参数，为实际生产操作者优化RH处 0 理工艺提供依据. 91113151719 从RH脱碳结束开始计时min 参考文献 图4RH处理钢中氧的预测曲线 [1]Kato Y,Nakato H.FujiT,et al.Fluid flow in ladle and its effect Fig.4 Oxygen prediction curves of steel in RH treatment process on decarburization rate in RH degasser.ISIJInt,1993,33(10): 1088 (3)预测最佳处理时间.在0~l0min内，随着 [2]Kishimoto Y,Yamaguchi K.Sakuraya T,et al.Decarburization 处理时间的延长，[0]：显著降低，在10~13min reaction in ultralow carbon iron melt under reduced pressure 内，随着处理时间的延长，[0]：变化较小.在13min IS1J1t,1993,33(3):391 以后，随着处理时间的延长，[0]：基本无变化，如图 [3]Fang D.Liu ZZ,Cai KK.Optimum process of RH treatment 3、图4所示 for ultralow carbon steel.J Univ Sci Technol Beijing.1999, 21(5):426 例如，渣中(Fe0+Mn0)=10%时，处理10min (方东，刘中柱，蔡开科.RH生产超低碳钢的工艺优化.北京 比处理5min时钢中总氧[0]，减少82%；处理 科技大学学报，1999,21(5)：426) 13min比处理10min钢中总氧[0]，减少32%；处理 [4]Yamaguchi K.Kishimoto Y.Sakuraya T,et al.Effect of refin- 20min比处理13min时钢中总氧[0]：减少13%. ing conditions for utra low carbon steel on decarburization reaction 由此可知，处理时间在10~13min较合适，即 in RH degasser.ISIJ Int.1992.32(1):126 加Al脱氧后再处理5~8min较合适， (下转第1012页)产需要‚在线实时进行计算‚为 RH 操作提供指导． （1） 预测 RH 处理终点时的总氧．已知初始氧 ［O］0＝540×10—6‚钢包渣（FeO＋MnO）＝15％‚由 图3或式（14）可以得出‚RH 脱碳结束后再处理 13min‚［O］ t 可达到8∙47×10—6水平． 图3 RH 处理钢中氧的预测曲线 Fig．3 Oxygen prediction curves of steel in RH treatment process （2） 根据目标氧［O］ t 确定 RH 初始的处理工艺 参数．在钢包渣（FeO＋MnO）＝10％情况下‚若要 使 RH 处理结束时目标氧［O ］ t 达到8×10—6的水 平‚由图4或式（14）可以得出‚初始氧［O］0＝500× 10—6时‚脱碳结束后需再处理10min；初始氧［O］0＝ 300×10—6时‚脱碳结束后需再处理8min． 图4 RH 处理钢中氧的预测曲线 Fig．4 Oxygen prediction curves of steel in RH treatment process （3） 预测最佳处理时间．在0～10min 内‚随着 处理时间的延长‚［O ］ t 显著降低．在10～13min 内‚随着处理时间的延长‚［O］ t 变化较小．在13min 以后‚随着处理时间的延长‚［O］ t 基本无变化‚如图 3、图4所示． 例如‚渣中（FeO＋MnO）＝10％时‚处理10min 比处理5min 时钢中总氧 ［O ］ t 减少82％；处理 13min比处理10min 钢中总氧［O］ t 减少32％；处理 20min 比处理13min 时钢中总氧［O］ t 减少13％． 由此可知‚处理时间在10～13min 较合适‚即 加 Al 脱氧后再处理5～8min 较合适． （4） 控制钢包渣中（FeO＋MnO）含量．钢包渣 中（FeO＋MnO）对 RH 处理最终所能达到的洁净度水 平有重要影响．由图3可知‚在处理时间为13min 条件下‚渣中（FeO＋MnO）＝15％时‚RH 处理所能 达到的洁净度为8×10—6 ；渣中（FeO ＋ MnO） ＝ 10％时‚RH 处理所能达到的洁净度为6×10—6 ；渣 中（FeO＋MnO）＝5％时‚RH 处理所能达到的洁净 度为3∙4×10—6．因此‚有必要控制渣中（FeO ＋ MnO）＜10％‚这样将使钢水洁净度有很大提高． （5） 控制初始氧［O］0．钢中初始氧［O］0 越高‚ 达到相同 T ［O］水平所需的时间越长．例如‚当初始 氧［O］0＝300×10—6‚处理9min 时［O］ t 可达到8× 10—6 ；而初始氧 ［ O ］0＝700×10—6时‚则需处理 11min以上钢液洁净度才能达到同等水平‚如图4 所示．因此‚应该尽可能降低脱碳结束时钢中的氧 含量‚这对提高钢洁净度‚节约成本有重要意义． 5 结论 （1） 建立了300t 钢包 RH 处理过程中钢中氧 含量的预测模型‚由模型预测的［O］ t 与实际测定结 果相比‚其误差为—1×10—6～3∙4×10—6． （2） 由预测模型分析知‚影响 RH 处理过程中 钢中总氧含量的因素有吹氩流量、浸渍管直径、处理 时间、渣中（FeO＋MnO）含量、钢中初始氧等；促进 夹杂物上浮的手段有增大吹氩流量、增大浸渍管直 径‚但都有一个合适的范围． （3） 已知 RH 处理工艺条件来预测目标［O］ t‚ 根据所要求的 RH 处理结束时目标［O］ t 确定应具 备的处理工艺参数‚为实际生产操作者优化 RH 处 理工艺提供依据． 参 考 文 献 ［1］ Kato Y‚Nakato H‚Fuji T‚et al．Fluid flow in ladle and its effect on decarburization rate in RH degasser．ISIJ Int‚1993‚33（10）： 1088 ［2］ Kishimoto Y‚Yamaguchi K‚Sakuraya T‚et al．Decarburization reaction in ultra-low carbon iron melt under reduced pressure． ISIJ Int‚1993‚33（3）：391 ［3］ Fang D‚Liu Z Z‚Cai K K．Optimum process of RH treatment for ultra-low carbon steel．J Univ Sci Technol Beijing‚1999‚ 21（5）：426 （方东‚刘中柱‚蔡开科．RH 生产超低碳钢的工艺优化．北京 科技大学学报‚1999‚21（5）：426） ［4］ Yamaguchi K‚Kishimoto Y‚Sakuraya T‚et al．Effect of refin￾ing conditions for ultra low carbon steel on decarburization reaction in RH degasser．ISIJ Int‚1992‚32（1）：126 （下转第1012页） 第8期 孙彦辉等： RH 处理超低碳铝镇静钢的总氧预测模型及应用 ·977·