·1264· 北京科技大学学报 第34卷 w(Ca0)10（Si02))可控制在12左右.炉渣 钢中硫的质量分数降低到1.5×10-以下，T[0]达 o(Ca0)/w(AL,03)值宜控制在1.5左右，过高则化 到1.3×10-5，钢液具备了较高的洁净度.酸溶铝的 渣困难.炉渣(TFeO+MnO)的质量分数应该尽快 质量分数控制在0.03%~0.05%，以促进渣一钢反 降低到1%以下，避免渣-钢反应生成的钙和镁被炉 应和控制钢中氧势.镁是精炼过程渣一钢反应的 渣氧化. 产物. 一1873K液相边界线 表2钙处理后钢液的化学成分（质量分数） 90 一等值线 Table 2 Chemical composition of molten steel after calcium addition 10 R等值线 80-·-w(CaOyi(ALO,)等值线 % 20. /15d 70 炉次 T[o] [A]. Ca Mg Ca0的质量分数 30 60 第1炉0.0013 0.0013 0.038 0.00320.0008 50 第2炉 0.0015 0.0013 0.043 0.0020 0.0006 50 4 分数 第3炉0.0012 0.00130.036 0.00150.0006 30会 70 R=4 20 表3为原工艺和优化后的炉渣成分对比.通过 R-12 10 提高石灰加入量和降低转炉下渣量，炉渣的碱度由 90 -0 原工艺的4~6提高到8~10；通过出钢过程和LF 102030 405060708090 A山，0，的质量分数% 前期炉渣改质，炉渣中(TFe+MnO)的质量分数降 图2炉渣碱度和(CaO)/e(Al2O3)对Ca0活度的影响 低到1%以下；由于渣中Ca0含量增加，w(Ca0)/ Fig.2 Effect of slag basicity and e (Cao)/(Al2O)on the activi- w(Al,03)提高到1.5~2.0，为了保证炉渣的流动 ty of Cao 性，添加了质量分数为3%的CaF2. 表3精炼过程炉渣成分（质量分数） 一1873K液相边界线 Table 3 Compositions of slags in refining process 10 二 炉渣成分Ca0 80- Mgo Al2O3 TFe+Mno -w(GaO/AL,O)等值线 20.1.51 70 原工艺 36-427-118-1026-320.6~1.5 Ca0的质量分数% 30 60 优化后 48-5557911 25300.70.9 40 的质量 4 50 3.2渣钢反应对A山，03夹杂物的部分改性 40 60 0.05 图4表明了钙处理前钢中主要夹杂物的成分变 30 70 化.由于出钢过程加铝强脱氧(w([],)=0.02%~ R=40004→ 20 80 .02 0.03%),LF精炼前钢中绝大部分为脱氧产物 R-12 -10 90. A山03，另外有部分Mg0·Al,03尖晶石，如图4(a)所 0 0 10 2030405060 70 80 90 示.随着精炼的进行，渣一钢反应生成的钙和镁逐渐 AL,0的质量分数% 增加(LF中期钢中钙的质量分数增至8×10-6~ 图3炉渣碱度和o(CaO)/c(A203)对Al203活度的影响 10-5,镁的质量分数为6×10-6~8×10-6)，A山，03 Fig.3 Effect of slag basicity and ic (Ca0)/(Al2O3)on the activi- 被改性成钙镁铝酸盐类夹杂物，钢中仅剩下少量 ty of Al2O A山，03（图4(b)).钙处理前，夹杂物转变为Ca0- Mg0-Al,03类型和少量的Mg0·A山203尖晶石，钢中 3 实验结果及讨论 没有发现单相的A山，03和MnS,并且有35%的夹杂 根据上述理论分析，对实验钢种的精炼渣成 物转变成低熔点钙镁铝酸盐（图4(c)). 分进行了优化，并设计了三组不同的硅钙线喂入 3.3钙处理对钢中夹杂物的改性 量实验来对比夹杂物的改性效果，喂线方案分别 图5为钙处理后夹杂物的成分分布.由图5可 为每炉800、500和300m.此前该钢种的喂线量是 知：喂800m硅钙线后，绝大部分夹杂物的钙含量很 每炉800m. 高，以CaS-Ca(0类型存在（图5(a)),就夹杂物向低 3.1钢液和炉渣成分 熔点钙铝酸盐改性的角度而言，可认为钙处理过量； 钙处理后，实验炉次的钢液成分如表2所示. 在喂入500m和300m硅钙线的炉次中，夹杂物转北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 w( CaO) / w ( SiO2 ) ) 可 控 制 在 12 左 右． 炉 渣 w( CaO) /w( Al2O3 ) 值宜控制在 1. 5 左右，过高则化 渣困难． 炉渣( TFeO + MnO) 的质量分数应该尽快 降低到 1% 以下，避免渣--钢反应生成的钙和镁被炉 渣氧化． 图 2 炉渣碱度和 w( CaO) /w( Al2O3 ) 对 CaO 活度的影响 Fig． 2 Effect of slag basicity and w( CaO) /w( Al2O3 ) on the activi￾ty of CaO 图 3 炉渣碱度和 w( CaO) /w( Al2O3 ) 对 Al2O3 活度的影响 Fig． 3 Effect of slag basicity and w( CaO) /w( Al2O3 ) on the activi￾ty of Al2O3 3 实验结果及讨论 根据上述理论分析，对实验钢种的精炼渣成 分进行了优化，并设计了三组不同的硅钙线喂入 量实验来对比夹杂物的改性效果，喂线方案分别 为每炉 800、500 和 300 m． 此前该钢种的喂线量是 每炉 800 m． 3. 1 钢液和炉渣成分 钙处理后，实验炉次的钢液成分如表 2 所示． 钢中硫的质量分数降低到 1. 5 × 10 － 5 以下，T［O］达 到 1. 3 × 10 － 5 ，钢液具备了较高的洁净度． 酸溶铝的 质量分数控制在 0. 03% ～ 0. 05% ，以促进渣--钢反 应和控制钢中氧势． 镁是精炼过程渣--钢反应的 产物． 表 2 钙处理后钢液的化学成分( 质量分数) Table 2 Chemical composition of molten steel after calcium addition % 炉次 S T［O］ ［Al］s Ca Mg 第 1 炉 0. 001 3 0. 001 3 0. 038 0. 003 2 0. 000 8 第 2 炉 0. 001 5 0. 001 3 0. 043 0. 002 0 0. 000 6 第 3 炉 0. 001 2 0. 001 3 0. 036 0. 001 5 0. 000 6 表 3 为原工艺和优化后的炉渣成分对比． 通过 提高石灰加入量和降低转炉下渣量，炉渣的碱度由 原工艺的 4 ～ 6 提高到 8 ～ 10; 通过出钢过程和 LF 前期炉渣改质，炉渣中( TFe + MnO) 的质量分数降 低到 1% 以下; 由于渣中 CaO 含量增加，w( CaO) / w( Al2O3 ) 提高到 1. 5 ～ 2. 0，为了保证炉渣的流动 性，添加了质量分数为 3% 的 CaF2 ． 表 3 精炼过程炉渣成分( 质量分数) Table 3 Compositions of slags in refining process % 炉渣成分 CaO SiO2 MgO Al2O3 TFe + MnO 原工艺 36 ～ 42 7 ～ 11 8 ～ 10 26 ～ 32 0. 6 ～ 1. 5 优化后 48 ～ 55 5 ～ 7 9 ～ 11 25 ～ 30 0. 7 ～ 0. 9 3. 2 渣--钢反应对 Al2O3 夹杂物的部分改性 图 4 表明了钙处理前钢中主要夹杂物的成分变 化． 由于出钢过程加铝强脱氧( w( ［Al］s ) = 0. 02% ～ 0. 03% ) ，LF 精炼前钢中绝大部分为脱氧产物 Al2O3，另外有部分 MgO·Al2O3 尖晶石，如图 4( a) 所 示． 随着精炼的进行，渣--钢反应生成的钙和镁逐渐 增加( LF 中期钢中钙的质量分数增至 8 × 10 － 6 ～ 10 － 5 ，镁的质量分数为 6 × 10 － 6 ～ 8 × 10 － 6 ) ，Al2O3 被改性成钙镁铝酸盐类夹杂物，钢中仅剩下少量 Al2O3 ( 图 4 ( b) ) ． 钙处理前，夹杂物转变为 CaO-- MgO--Al2O3 类型和少量的 MgO·Al2O3 尖晶石，钢中 没有发现单相的 Al2O3 和 MnS，并且有 35% 的夹杂 物转变成低熔点钙镁铝酸盐( 图 4( c) ) ． 3. 3 钙处理对钢中夹杂物的改性 图 5 为钙处理后夹杂物的成分分布． 由图 5 可 知: 喂 800 m 硅钙线后，绝大部分夹杂物的钙含量很 高，以 CaS--CaO 类型存在( 图 5( a) ) ，就夹杂物向低 熔点钙铝酸盐改性的角度而言，可认为钙处理过量; 在喂入 500 m 和 300 m 硅钙线的炉次中，夹杂物转 ·1264·