·290. 工程科学学报，第37卷，第3期 0.65F(a (b) 一A 0.60 B -B 0.55 -D 0.50 50 0.45 ◆-C 一H --H 0.40 40 0.35 30 0.30 20 0.25 10 020 0 6 10 6 10 12 时间/min 时间min 图4液化气脱氧过程中钢中的碳含量(a)以及氢含量(b) Fig.4 Carbon content (a)and hydrogen content (b)in molten steel with time 入增加了钢液搅拌，碳氧反应生成的C0向氩气泡表 中碳含量迅速增加.通入氩气加强了钢液搅拌，促进 面扩散，P降低，随着Po减少，碳氧积M逐渐降低. 钢中氢的去除 碳氧积M的降低可以使在工况下达到平衡的碳氧反 参考文献 应再度进行，反应平衡时钢液中[%C]和[%O]都会 有降低.因为碳含量仍保持一个较高水平，本研究适 Xu K D.Certain basic subjects on clean steel.Acta Metall Sin, 2009,45(3):257 合生产高碳钢 (徐匡迪.关于洁净钢的若干基本问题.金属学报，2009,45 从图4(b)可以看出，吹入不同流量液化气脱氧， (3):257) 钢中氢含量均有所增加，未通入氩气时，钢中增氢比较 2] Yoon B H,Heo K H,Kim J S,et al.Improvement of steel clean- 严重，脱氧12min后，D组氢的质量分数增至70.2× liness by controlling slag composition.Ironmaking Steelmaking, 106.单独通入氩气时，A组和I组均可以将钢液中氢 2002,29(3):214 的质量分数降低到2×106以下.同时，通入混合气体 [3]Fan Z B,Niu J P,Huang Z D.Situation and development of pro- 脱氧，钢液中氢的质量分数增加较通入液化气脱氧增 duction technology for clean steel in china and abroad.Hot Work Technol,2011,40(8):47 氢缓慢.氢含量的降低主要是通过钢液中H)穿过液 (范治博，牛建平，黄中东.洁净钢生产技术的国内外现状和 相边界层向液一气表面扩散，通入氩气后加强了钢液 发展.热加工工艺，2011,40(8)：47) 搅拌，促进了钢液中氢去除.混合气体脱氧后，氢含量 4 Li Z B.New progress of super clean steel.J Mater Metall,2002, 仍较高，达不到高质量洁净钢的要求，可在脱氧后，进 1(3):161 行VD真空精炼降低钢中氢含量，以满足治炼钢种 (李正邦，超洁净钢的新进展.材料与治金学报，2002,1 (3):161) 要求 5]Liu L.Research and exploitation on new process of clean steel/ 3结论 2012 National Technology Council of Steelmaking and Continuous Casting.Chongqing,2012:6 (1)石油液化气用于钢液脱氧是可行的，利用石 (刘浏.洁净钢生产新流程的研究与开发/12012年全国炼 油液化气对钢液脱氧，加以VD真空治炼，可用于生产 钢一连铸生产技术会.重庆，2012：6) 高碳、高质量洁净钢 Zhang B J,Zhang C F.Cleanliness controlling and new production (2)相比于单纯的通入氩气或液化气进行钢液脱 technique of clean steel.Met Mater Metall Eng,2010,38(6): 氧，通入两者的混合气体，脱氧效果更好，钢液氧含量 (张宝景，张朝发.钢的洁净度控制及生产新技术.金属材料 下降较明显，碳含量增加幅度降低，且在一定程度上抑 与治金工程，2010,38(6)：11) 制钢液中氢含量的增加速度.在混合气体通入钢液进 ] Chen X W.Deoxidation in the Steelmaking Process.Beijing:Met- 行脱氧前期，脱氧快，液钢中氧含量下降显著，脱氧效 allurgical Industry Press,1999 果明显；脱氧8mi后，钢液中脱氧减慢，但氧含量下降 (陈襄武.炼钢过程中的脱氧.北京：治金工业出版社， 不明显 1999) 8] (3)石油液化气离解作用于钢液脱氧的起始阶 Huang X H.Theory of fronmaking and Steelmaking.3rd Ed.Bei- jing:Metallurgical Industry Press,2008 段，碳含量增加较为平缓.当钢中氧含量降低到一定 (黄希枯.钢铁治金原理.3版.北京：治金工业出版社， 水平后，石油液化气生成的碳主要溶解于钢液，使钢液 2008)工程科学学报，第 37 卷，第 3 期 图 4 液化气脱氧过程中钢中的碳含量( a) 以及氢含量( b) Fig． 4 Carbon content ( a) and hydrogen content ( b) in molten steel with time 入增加了钢液搅拌，碳氧反应生成的 CO 向氩气泡表 面扩散，PCO降低，随着 PCO减少，碳氧积 M 逐渐降低． 碳氧积 M 的降低可以使在工况下达到平衡的碳氧反 应再度进行，反应平衡时钢液中［% C］和［% O］都会 有降低． 因为碳含量仍保持一个较高水平，本研究适 合生产高碳钢． 从图 4( b) 可以看出，吹入不同流量液化气脱氧， 钢中氢含量均有所增加，未通入氩气时，钢中增氢比较 严重，脱氧 12 min 后，D 组氢的质量分数增至 70. 2 × 10 － 6 ． 单独通入氩气时，A 组和 I 组均可以将钢液中氢 的质量分数降低到 2 × 10 － 6以下． 同时，通入混合气体 脱氧，钢液中氢的质量分数增加较通入液化气脱氧增 氢缓慢． 氢含量的降低主要是通过钢液中［H］穿过液 相边界层向液--气表面扩散，通入氩气后加强了钢液 搅拌，促进了钢液中氢去除． 混合气体脱氧后，氢含量 仍较高，达不到高质量洁净钢的要求，可在脱氧后，进 行 VD 真空精炼降低钢中氢含量，以 满 足 冶 炼 钢 种 要求． 3 结论 ( 1) 石油液化气用于钢液脱氧是可行的，利用石 油液化气对钢液脱氧，加以 VD 真空冶炼，可用于生产 高碳、高质量洁净钢． ( 2) 相比于单纯的通入氩气或液化气进行钢液脱 氧，通入两者的混合气体，脱氧效果更好，钢液氧含量 下降较明显，碳含量增加幅度降低，且在一定程度上抑 制钢液中氢含量的增加速度． 在混合气体通入钢液进 行脱氧前期，脱氧快，液钢中氧含量下降显著，脱氧效 果明显; 脱氧 8 min 后，钢液中脱氧减慢，但氧含量下降 不明显． ( 3) 石油液化气离解作用于钢液脱氧的起始阶 段，碳含量增加较为平缓． 当钢中氧含量降低到一定 水平后，石油液化气生成的碳主要溶解于钢液，使钢液 中碳含量迅速增加． 通入氩气加强了钢液搅拌，促进 钢中氢的去除． 参 考 文 献 ［1］ Xu K D． Certain basic subjects on clean steel． Acta Metall Sin， 2009，45( 3) : 257 ( 徐匡迪． 关于洁净钢的若干基本问题． 金属学报，2009，45 ( 3) : 257) ［2］ Yoon B H，Heo K H，Kim J S，et al． Improvement of steel clean￾liness by controlling slag composition． Ironmaking Steelmaking， 2002，29( 3) : 214 ［3］ Fan Z B，Niu J P，Huang Z D． Situation and development of pro￾duction technology for clean steel in china and abroad． Hot Work Technol，2011，40( 8) : 47 ( 范治博，牛建平，黄中东． 洁净钢生产技术的国内外现状和 发展． 热加工工艺，2011，40( 8) : 47) ［4］ Li Z B． New progress of super clean steel． J Mater Metall，2002， 1( 3) : 161 ( 李正邦，超洁净钢的新 进 展． 材料与冶金学报，2002，1 ( 3) : 161) ［5］ Liu L． Ｒesearch and exploitation on new process of clean steel / / 2012 National Technology Council of Steelmaking and Continuous Casting． Chongqing，2012: 6 ( 刘浏． 洁净钢生产新流程的研究与开发 / / 2012 年全国炼 钢--连铸生产技术会． 重庆，2012: 6) ［6］ Zhang B J，Zhang C F． Cleanliness controlling and new production technique of clean steel． Met Mater Metall Eng，2010，38 ( 6) : 11 ( 张宝景，张朝发． 钢的洁净度控制及生产新技术． 金属材料 与冶金工程，2010，38( 6) : 11) ［7］ Chen X W． Deoxidation in the Steelmaking Process． Beijing: Met￾allurgical Industry Press，1999 ( 陈襄武． 炼 钢 过 程 中 的 脱 氧． 北 京: 冶 金 工 业 出 版 社， 1999) ［8］ Huang X H． Theory of Ironmaking and Steelmaking． 3rd Ed． Bei￾jing: Metallurgical Industry Press，2008 ( 黄希祜． 钢 铁 冶 金 原 理． 3 版． 北 京: 冶 金 工 业 出 版 社， 2008) · 092 ·