D0:10.13374f.issn1001-053x.2011.s1.027 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 高铝钢钙处理工艺热力学研究 孙彦辉)王小松)✉许中波)蔡开科)王春锋)刘良田) 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)武汉钢铁（集团）公司，武汉430083 ☒通信作者，E-mail:xiaosongwangustb@163.com 摘要为了解决短流程生产高铝钢时水口堵塞的问题，对某厂钙处理工艺前后的钢液成分以及钢液中的夹杂物进行了系 统研究，并运用Bjkv模型对其进行了热力学分析.研究结果表明喂钙量过大，钢中[S]过高，则浸入式水口(SEN)堵塞物 主要为CaS以及含有CaS较高的复合夹杂物.根据钢液中的A-CaS三元活度平衡图可知，生产[Al].为0.32%-0.39%高 铝钢时，为防止高铝钢浇注过程中生成CaS造成水口堵塞，钢中[Ca]应控制在0.0040%~0.0085%，[S]应控制在0.0020% 以下. 关键词钢液：钙处理：水口：堵塞；夹杂物：热力学 分类号TF111.18 Thermodynamics of calcium treatment on high-alumina steel SUN Yan-thui,WANG Xiao-xong》☒，XU Zhong-bo'》,CAl Kai-ke》,WANG Chunfeng2,LIU Liang+-ian2 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China 2)Wuhan Iron and Steel (Group)Corporation.Wuhan 430083.China Corresponding author,E-mail:xiaosongwangustb@163.com ABSTRACT In order to solve the nozzle clogging in the compact strip production (CSP)process of high-eontent aluminum steel,the steel composition and inclusions before and after the calcium treatment were analyzed,and thermomechanical analysis based on Bjorkvall model was also carried out.The results show that the [S]and [Ca]are both too high,as a result,CaS and high-content Cas inclusions are the main causes of the clogging.According to the Al-Ca-S equilibrium diagram,when the high-content aluminum steel, whose [Al]is at 0.32%to 0.39%,is prepared,in order to prevent the formation of Cas in casting process,the [S]in steel should be controlled less than 0.0020%and [Ca]in the molten steel should be controlled in the range of 0.0040%to 0.0085%. KEY WORDS molten steel;calcium treatment:nozzles;clogging:inclusions:thermodynamics 钢中总氧含量已经成为衡量钢液洁净度的重要 采用短流程生产高铝钢([A].=0.25%~ 指标，目前精炼过程中普遍采用铝脱氧，这样便0.45%)，在H真空精炼后进行钙处理，其浇注过 会形成大量的脱氧产物A山，0，夹杂，在浇注过程中 程中存在严亚重的水口堵塞现象.为此，针对性进行 容易在水口内富集从而导致水口堵塞2).在薄板 了5炉工业试验，对水口堵塞物和钙处理前后的钢 连铸过程中，由于浸入式水口(submersed entry 液进行取样，通过扫描电镜对钢样夹杂物进行了 分析. nozzle,SEN)出口尺寸小，更容易产生水口堵塞.钙 处理能使高熔点的A山，O,转变为低熔点的钙铝酸 1实验方法和结果 盐，从而提高钢液的可浇性-.本文结合现场生 1.1实验方法 产实际情况，对其水口堵塞原因进行了试验研究，用 在某钢厂进行了高铝钢的钙处理生产实验，在 热力学的方法对其钙处理进行了的分析研究，并提 RH精炼结束后向钢包内喂入硅钙线。为了考查钙 出一些可行性的合理化建议. 处理对高铝钢的改善效果，对钙处理前后试样进行 收稿日期：20110901第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 高铝钢钙处理工艺热力学研究 孙彦辉1) 王小松1) 许中波1) 蔡开科1) 王春锋2) 刘良田2) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 武汉钢铁( 集团) 公司，武汉 430083 通信作者，E-mail: xiaosongwangustb@ 163． com 摘 要 为了解决短流程生产高铝钢时水口堵塞的问题，对某厂钙处理工艺前后的钢液成分以及钢液中的夹杂物进行了系 统研究，并运用 Bjrkvall 模型对其进行了热力学分析． 研究结果表明喂钙量过大，钢中［S］过高，则浸入式水口( SEN) 堵塞物 主要为 CaS 以及含有 CaS 较高的复合夹杂物． 根据钢液中的 Al--Ca--S 三元活度平衡图可知，生产［Al］s 为 0. 32% ～ 0. 39% 高 铝钢时，为防止高铝钢浇注过程中生成 CaS 造成水口堵塞，钢中［Ca］应控制在 0. 004 0% ～ 0. 008 5%，［S］应控制在 0. 002 0% 以下． 关键词 钢液; 钙处理; 水口; 堵塞; 夹杂物; 热力学 分类号 TF111. 18 Thermodynamics of calcium treatment on high-alumina steel SUN Yan-hui 1) ，WANG Xiao-song1) ，XU Zhong-bo 1) ，CAI Kai-ke 1) ，WANG Chun-feng2) ，LIU Liang-tian2) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Wuhan Iron and Steel ( Group) Corporation，Wuhan 430083，China Corresponding author，E-mail: xiaosongwangustb@ 163． com ABSTRACT In order to solve the nozzle clogging in the compact strip production ( CSP) process of high-content aluminum steel，the steel composition and inclusions before and after the calcium treatment were analyzed，and thermomechanical analysis based on Bjrkvall model was also carried out． The results show that the［S］and［Ca］are both too high，as a result，CaS and high-content CaS inclusions are the main causes of the clogging． According to the Al-Ca-S equilibrium diagram，when the high-content aluminum steel， whose ［Al］s is at 0. 32% to 0. 39% ，is prepared，in order to prevent the formation of CaS in casting process，the［S］in steel should be controlled less than 0. 002 0% and ［Ca］in the molten steel should be controlled in the range of 0. 004 0% to 0. 008 5% ． KEY WORDS molten steel; calcium treatment; nozzles; clogging; inclusions; thermodynamics 收稿日期: 2011--09--01 钢中总氧含量已经成为衡量钢液洁净度的重要 指标［1］，目前精炼过程中普遍采用铝脱氧，这样便 会形成大量的脱氧产物 Al2O3 夹杂，在浇注过程中 容易在水口内富集从而导致水口堵塞［2--4］． 在薄板 连铸 过 程 中，由 于 浸 入 式 水 口 ( submersed entry nozzle，SEN) 出口尺寸小，更容易产生水口堵塞． 钙 处理能使高熔点的 Al2O3 转变为低熔点的钙铝酸 盐，从而提高钢液的可浇性［5--10］． 本文结合现场生 产实际情况，对其水口堵塞原因进行了试验研究，用 热力学的方法对其钙处理进行了的分析研究，并提 出一些可行性的合理化建议． 采用短流程生产高铝钢( ［Al］s = 0. 25% ～ 0. 45% ) ，在 RH 真空精炼后进行钙处理，其浇注过 程中存在严重的水口堵塞现象． 为此，针对性进行 了 5 炉工业试验，对水口堵塞物和钙处理前后的钢 液进行取样，通过扫描电镜对钢样夹杂物进行了 分析． 1 实验方法和结果 1. 1 实验方法 在某钢厂进行了高铝钢的钙处理生产实验，在 RH 精炼结束后向钢包内喂入硅钙线． 为了考查钙 处理对高铝钢的改善效果，对钙处理前后试样进行 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.027