工程科学学报，第38卷，增刊1：32-36,2016年6月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,Suppl.1:32-36,June 2016 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2016.s1.006:http://journals.ustb.edu.cn 钙处理过程夹杂物演变及热力学分析 蔡小锋，包燕平四，林路 北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:baoyp@usth.edu.cn 摘要通过检测分析钙处理前后钢中夹杂物的形貌和成分的变化，探讨钢液钙处理过程中夹杂物演变规律.利用热力学 计算，优化钙处理工艺.结果表明，钙处理可以将钢液中不规则固态夹杂物改性为球形液态夹杂物：1873K下，当[]为 0.030%时，[O]控制在5×10-6-17×10-6，[C]控制在0.7×10-6-30×10-6，钢中夹杂物变性效果良好：当[A]为 0.030%时，[S]控制在6×10-6-19×10-6，既能使钢中A,0,夹杂生成液态铝酸钙夹杂物，同时又可以减少CS生成. 关键词钙处理：夹杂物：演变：热力学分析 分类号T℉769 Evolution of inclusions during calcium treatment in liquid steel and its thermodynamic analysis CAI Xiao-feng,BAO Yan-ping,LIN Lu State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:baoyp@ustb.edu.cn ABSTRACT The morphologies and compositions of typical inclusions in liquid steel before and after calcium treatment were ob- served to study the evolution mechanism of non-metallic inclusions during calcium treatment.The process of calcium treatment could be modified by thermodynamic analysis.Results show that irregular solid inclusions finally change into spherical inclusions after calci- um treatment.When the mass fraction of aluminum in liquid steel is 0.03%at 1873 K,the mass fractions of oxygen and calcium should be controlled in the range of 5x106-17x106 and 0.7 x105-30 x10,respectively.Inclusions in liquid steel can be modified effectively.When the mass fraction of sulfur in liquid steel at 1873K is in the range of 6x10-19x10,liquid calcium aluminate inclusions can be formed via Al,O,,and the formation of CaS can be decreased. KEY WORDS calcium treatment:inclusions:evolution:thermodynamic analysis 钙处理是通过向钢液中喂入钙线对高熔点夹杂物 进行分析探讨，为实际生产过程中钙处理提供一定 A,0,进行变性处理从而改善治金效果的一种方 指导 法网.通过钙处理，一方面使A,0,夹杂物变性为低 1研究内容和方法 熔点钙铝酸盐夹杂（如12Ca0·7Al203),有利于夹杂物 上浮和去除，提高钢水的洁净度：另一方面可以将钢中1.1研究内容 长条状MnS夹杂转变为细小单一的CaS夹杂或(Ca, 国内某钢厂现行生产工艺流程为：铁水预脱硫→ M)S的复合夹杂，减少硫化物的数量，改变其组成和 转炉CAS→LF→VD→连铸.转炉吹炼结束挡渣出 性质.但如果钙处理不当，不但起不到预期效果， 钢，出钢过程中加入硅铁、硅锰等进行预脱氧：LF过程 反而会造成水口堵塞从而使浇注困难5-.本文通过 中进行升温、造渣以及脱氧合金化等操作，于LF精炼 对某钢厂钙处理前后夹杂物演变变性及其热力学过程 末期喂入纯钙线80~150m.VD过程真空20min左 收稿日期：201601一19工程科学学报，第 38 卷，增刊 1: 32--36，2016 年 6 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，Suppl． 1: 32--36，June 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． s1． 006; http: / /journals． ustb． edu． cn 钙处理过程夹杂物演变及热力学分析 蔡小锋，包燕平，林 路 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083  通信作者，E-mail: baoyp@ ustb． edu． cn 摘 要 通过检测分析钙处理前后钢中夹杂物的形貌和成分的变化，探讨钢液钙处理过程中夹杂物演变规律． 利用热力学 计算，优化钙处理工艺． 结果表明，钙处理可以将钢液中不规则固态夹杂物改性为球形液态夹杂物; 1873 K 下，当［Al］为 0. 030% 时，［O］控制在 5 × 10 － 6 ～ 17 × 10 － 6，［Ca］控制在 0. 7 × 10 － 6 ～ 30 × 10 － 6，钢中夹杂物变性效果良好; 当［Al］为 0. 030% 时，［S］控制在 6 × 10 － 6 ～ 19 × 10 － 6，既能使钢中 Al2O3夹杂生成液态铝酸钙夹杂物，同时又可以减少 CaS 生成． 关键词 钙处理; 夹杂物; 演变; 热力学分析 分类号 TF769 Evolution of inclusions during calcium treatment in liquid steel and its thermodynamic analysis CAI Xiao-feng，BAO Yan-ping ，LIN Lu State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: baoyp@ ustb． edu． cn ABSTＲACT The morphologies and compositions of typical inclusions in liquid steel before and after calcium treatment were ob￾served to study the evolution mechanism of non-metallic inclusions during calcium treatment． The process of calcium treatment could be modified by thermodynamic analysis． Ｒesults show that irregular solid inclusions finally change into spherical inclusions after calci￾um treatment． When the mass fraction of aluminum in liquid steel is 0. 03% at 1873 K，the mass fractions of oxygen and calcium should be controlled in the range of 5 × 10 － 6 ～ 17 × 10 － 6 and 0. 7 × 10 － 6 ～ 30 × 10 － 6，respectively． Inclusions in liquid steel can be modified effectively． When the mass fraction of sulfur in liquid steel at 1873 K is in the range of 6 × 10 － 6 ～ 19 × 10 － 6，liquid calcium aluminate inclusions can be formed via Al2O3，and the formation of CaS can be decreased． KEY WOＲDS calcium treatment; inclusions; evolution; thermodynamic analysis 收稿日期: 2016--01--19 钙处理是通过向钢液中喂入钙线对高熔点夹杂物 Al2O3 进 行 变 性 处 理 从 而 改 善 冶 金 效 果 的 一 种 方 法［1--2］． 通过钙处理，一方面使 Al2O3夹杂物变性为低 熔点钙铝酸盐夹杂( 如 12CaO·7Al2O3 ) ，有利于夹杂物 上浮和去除，提高钢水的洁净度; 另一方面可以将钢中 长条状 MnS 夹杂转变为细小单一的 CaS 夹杂或( Ca， Mn) S 的复合夹杂，减少硫化物的数量，改变其组成和 性质［3--4］． 但如果钙处理不当，不但起不到预期效果， 反而会造成水口堵塞从而使浇注困难［5--7］． 本文通过 对某钢厂钙处理前后夹杂物演变变性及其热力学过程 进行分析探讨，为实际生产过程中钙处理提供一定 指导． 1 研究内容和方法 1. 1 研究内容 国内某钢厂现行生产工艺流程为: 铁水预脱硫→ 转炉→CAS→LF→VD→连铸． 转炉吹炼结束挡渣出 钢，出钢过程中加入硅铁、硅锰等进行预脱氧; LF 过程 中进行升温、造渣以及脱氧合金化等操作，于 LF 精炼 末期喂入纯钙线 80 ～ 150 m． VD 过程真空 20 min 左