Vol.29 Suppl1 王静松等：镁芯包芯线处理钢水夹杂物变性实验 ·23 1080C:高的蒸气压，炼钢温度1600C时大于2.0 入法也存在同样问题. MPa),在没有有效的镁加入方法之前，在炼钢生 因此钢水镁处理工艺的核心问题是，如何保证 产过程中，对钢水进行镁处理还存在很大困难. 钢水对加入的镁具有较高吸收率.这样就不会造成 目前，经过多年的努力，在克服了一系列困难 镁以蒸汽的形式大量溢出和燃烧，钢水也就不会剧 后，镁已经被广泛应用于铁水预处理中6刃，采用最 烈翻滚，既保障了操作安全又保证了处理效果，还 普遍的方式是气体喷吹法将钝化镁颗粒喷入铁水内 不会造成浪费.为达到高吸收率，就必须保证镁蒸 部，以达到铁水脱硫的目的.很显然这种方法无法 汽与钢水保持较长的接触时间，因此镁的汽化过程 应用于钢水的镁处理， 应该被控制在钢水的深处，这样镁蒸汽泡在上行的 100 过程中能够与钢水充分接触反应，最理想状况是在 ☑AI+Mg 镁蒸汽泡溢出钢水之前，已经与钢中氧及夹杂物完 图Al+CaSi 全反应而形成新的夹杂物 2 镁芯包芯线处理钢水使夹杂物变 60 性 40 通过研究开发了镁芯包芯线喂线处理工艺，并 在球铁生产中成功应用⑧，同时在钢水夹杂物变性 20 处理工艺研究上也取得很大进展.镁芯包芯线结构 如图2所示.外层为0.3mm厚普通钢带，心部为 <2.82.8-5.65.61.211.2-2.422.45.2 镁或镁合金芯线，介于两者之间的是具有隔热功能 夹杂物尺寸 的粉料层.图3为镁芯包芯线产品实物照片.采用 图1镁处理和钙处理后钢中夹杂物尺寸分布 上述结构的镁芯包芯线可以通过调整粉料层的厚度 目前通常采用的将镁加入钢水的方法有冲入 和物性来调整其导热效果，从而调整喂线处理过程 法、喂线法、压入法等，加入的合金种类有稀土镁 中镁芯线的温度，防止其提前熔化汽化，以达到将 合金、高镁合金、钝化镁粒等 镁送入钢水预定深度的目的，这样就可以使镁处理 冲入法的操作最为简单，通常是采用块状含镁 过程平稳并获得较高吸收率，使目前面临的问题得 铁合金（一般为SiMgFe合金，即Si-Fe合金中含有 到较好解决 3%~5%的Mg(质量分数)，在初炼炉出钢前加在钢 包内，出钢过程中利用钢水冲击将含镁铁合金混冲 钢带 镁芯涂层 入钢水，目前，人们所尝试的钢中加镁处理通常采 用这一方法，但是这种方法并不成功，存在的主要 问题是镁剧烈燃烧，造成出钢过程白光冲天，致使 出钢过程无法操作.此外由于出钢时钢水中氧含量 粉料层 镁芯线 很高，镁与氧的亲和力又大于铝与氧的亲和力，镁 绝大部分都用于钢水的前期脱氧而进入熔渣，浪费 图2镁芯包芯线结构示意图 严重，镁的吸收率极低且很不稳定，因此冲入法的 实际效果不佳. 另一种加镁方法是目前球铁生产中已有应用的 喂线法，该方法采用的合金线可以是镁及镁合金线 也可以是各种含镁包芯线，芯剂可以是稀土镁合金、 高镁合金、钝化镁粒等.该方法存在的主要问题是 在喂线过程中，镁提前熔化汽化，造成镁大量的以 蒸汽形式外溢，致使钢水剧烈翻滚，轻则与空气接 触造成吸气二次氧化，重则导致钢水大翻事故，同 样无法在钢水镁处理中得到应用.而较早出现的压 图3产品实物图Vol.29 Suppl.1 王静松等：镁芯包芯线处理钢水夹杂物变性实验 • 23 • 1080°C；高的蒸气压，炼钢温度 1600°C 时大于 2.0 MPa），在没有有效的镁加入方法之前，在炼钢生 产过程中，对钢水进行镁处理还存在很大困难． 目前，经过多年的努力，在克服了一系列困难 后，镁已经被广泛应用于铁水预处理中[6-7]，采用最 普遍的方式是气体喷吹法将钝化镁颗粒喷入铁水内 部，以达到铁水脱硫的目的．很显然这种方法无法 应用于钢水的镁处理． 图 1 镁处理和钙处理后钢中夹杂物尺寸分布 目前通常采用的将镁加入钢水的方法有冲入 法、喂线法、压入法等，加入的合金种类有稀土镁 合金、高镁合金、钝化镁粒等． 冲入法的操作最为简单，通常是采用块状含镁 铁合金（一般为 SiMgFe 合金，即 Si-Fe 合金中含有 3%∼5%的 Mg(质量分数)），在初炼炉出钢前加在钢 包内，出钢过程中利用钢水冲击将含镁铁合金混冲 入钢水．目前，人们所尝试的钢中加镁处理通常采 用这一方法，但是这种方法并不成功，存在的主要 问题是镁剧烈燃烧，造成出钢过程白光冲天，致使 出钢过程无法操作．此外由于出钢时钢水中氧含量 很高，镁与氧的亲和力又大于铝与氧的亲和力，镁 绝大部分都用于钢水的前期脱氧而进入熔渣，浪费 严重，镁的吸收率极低且很不稳定，因此冲入法的 实际效果不佳． 另一种加镁方法是目前球铁生产中已有应用的 喂线法，该方法采用的合金线可以是镁及镁合金线 也可以是各种含镁包芯线，芯剂可以是稀土镁合金、 高镁合金、钝化镁粒等．该方法存在的主要问题是 在喂线过程中，镁提前熔化汽化，造成镁大量的以 蒸汽形式外溢，致使钢水剧烈翻滚，轻则与空气接 触造成吸气二次氧化，重则导致钢水大翻事故，同 样无法在钢水镁处理中得到应用．而较早出现的压 入法也存在同样问题． 因此钢水镁处理工艺的核心问题是，如何保证 钢水对加入的镁具有较高吸收率．这样就不会造成 镁以蒸汽的形式大量溢出和燃烧，钢水也就不会剧 烈翻滚，既保障了操作安全又保证了处理效果，还 不会造成浪费．为达到高吸收率，就必须保证镁蒸 汽与钢水保持较长的接触时间，因此镁的汽化过程 应该被控制在钢水的深处，这样镁蒸汽泡在上行的 过程中能够与钢水充分接触反应，最理想状况是在 镁蒸汽泡溢出钢水之前，已经与钢中氧及夹杂物完 全反应而形成新的夹杂物． 2 镁芯包芯线处理钢水使夹杂物变 性 通过研究开发了镁芯包芯线喂线处理工艺，并 在球铁生产中成功应用[8]，同时在钢水夹杂物变性 处理工艺研究上也取得很大进展．镁芯包芯线结构 如图 2 所示．外层为 0.3 mm 厚普通钢带，心部为 镁或镁合金芯线，介于两者之间的是具有隔热功能 的粉料层．图 3 为镁芯包芯线产品实物照片．采用 上述结构的镁芯包芯线可以通过调整粉料层的厚度 和物性来调整其导热效果，从而调整喂线处理过程 中镁芯线的温度，防止其提前熔化汽化，以达到将 镁送入钢水预定深度的目的，这样就可以使镁处理 过程平稳并获得较高吸收率，使目前面临的问题得 到较好解决． 图 2 镁芯包芯线结构示意图 图 3 产品实物图