…8 北京科技大学学报 2007年增刊1 散脱[O]. 在出钢过程中加入1~2kg1的精炼渣，然后在 2)精炼渣成分的选择，要考虑钢水与渣之间可 合金微调站取渣样，视渣子的状况，分别加入石灰、 能发生的化学反应.由于[Ca活度很低，这里主要 电石或石英砂加以调整.渣况的调整见表3 考察可逆反应： 表3渣况的调整 4[Al]+3(SiO2)=2(Al203+3[Si], 渣的黏度 渣的颜色 △G=-719712.4+114.66T 黏度大黏度小 黑色 墨绿色 奶油色 加入石 加入sife 当钢水中[AI]高时，使用高SiO2渣，精炼渣就 加入石 所希望的 灰、电石粉、电石 电石等 会成为氧化源而污染钢水，因而必须使用高A12O3 英砂等 颜色 等 等 渣，限制渣中SiO2含量.当钢水中[A]低时，尤其 是需要限制[A]含量时，必须控制精炼渣中的A12O3 2.3吹Ar搅拌 的含量.也就是说，精炼渣的选择必须和所精炼的 众所周知，吹氩搅拌增加夹杂物的碰撞长大几 钢种的化学成分相适应 率，是促进钢中夹杂物上浮的有效手段之一，理论 本工艺条件下，钢水中[S]含量在 上吹A的时间越长越好，但由于工艺条件等限制 0.15%-0.27%,[A1]在0.005%-0.008%，通过上式计 不可能太长，要求不小于5min 算的精炼渣的合适成分为：Ca0,42%-52%,SiO2, 吹Ar的流量控制是保证软吹效果的另一个重 30%-35%,A1203,13%-28%. 要参数，本工艺中前期需要大流量吹Ar,以获得良 从CaO-Al203-SiO2的三元系相图上的CaO, 好的搅拌效果，从而保证脱氧、造渣所需的动力学 Al2O3等的活度曲线表明，以CaO-SiO2为基础的 条件.最后的软吹要求钢水不裸露、渣面微动为 渣系，Al2O3的活度远比以CaO-Al2O3为基础的渣系 佳.这就需要有良好的吹Ar控制设备. 低，适当降低渣中Al203可能有利于Al203夹杂的 2.4 精炼效果 吸收，防止水口堵塞. ()钢中氧含量.根据需要的目标值，按照式 3)从造渣材料的价格看，CaO-SiO2渣系较为 (I)确定Al线喂入量，按表2选择喂CaSi线量.可 便宜.基于这些因素，钢种允许的条件下，优先应 以将钢水中的活度氧很容易地降低到20×106以下， 用CaO-SiO2基精炼渣系，应用CaO-Al2O3基础渣系 并且较为稳定 也进行了少量的试验，两种渣系的比较，尚需进一 (2)渣中FeO和MnO.通过钢水脱氧、使用 步的实验研究. CaC2去除渣中的FeO和MnO之后，渣子的氧化性 (2)渣的调整 大幅度降低.精炼前后渣的典型成分如表4. 表4快速精炼后终渣的化学成分（质量分数） % 项目 Cao Al2O SiO2 MnO FeO 钢包渣平均成分/% 38.6 8.90 25.20 5.84 12.1 处理后的平均成分/% 48.9 7.05 31.85 1.27 1.71 (3)水口堵塞情况.应用这种精炼工艺之后连 3 结论 铸能够正常浇铸，水口堵塞率比常规工艺有所提高 (常规工艺：0.07%，快速精炼工艺：0.087%).这可能 (I)在吹Ar合金微调站，通过“Al脱氧+Ca处 是由于过程中钙含量的波动、二次氧化等因素所造 理+造渣+软吹A”工艺，可以实现（转）炉（连铸）机 成的 匹配所要求的18min内，将低碳钢SS400类钢水中 (4)精炼后钢水中的平均硫含量.精炼前后钢 的[O]降低到20x10-6以下，渣中FeO+MnO<3%, 中平均硫含量分别是0.0204%和0.0202%.统计数 而浇铸时不发生水口堵塞，满足了马钢油润滑的小 据表明，应用这种工艺，在马钢工艺条件下，不具 异形坯连铸机对钢水质量的要求， 有脱硫能力.应用CaO-Al203渣系，文献[2]的报导 (2)由于Ca的收得率非常不稳定，以及钢中残 可获得20%40%的脱硫率.这可能与所使用的 余量的限制，用Ca作为深脱氧元素是不可行的. CaO-SiO2系精炼渣碱度比较低、氧位较高有关， (3)实验表明，在马钢条件下应用“CaO-SiO2• 8 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 散脱[O]． 2) 精炼渣成分的选择，要考虑钢水与渣之间可 能发生的化学反应．由于[Ca]活度很低，这里主要 考察可逆反应： 4[Al] + 3(SiO2)= 2(Al2O3)+ 3[Si], ∆G = −719712.4 + 114.66T. 当钢水中[Al]高时，使用高 SiO2 渣，精炼渣就 会成为氧化源而污染钢水，因而必须使用高 Al2O3 渣，限制渣中 SiO2 含量．当钢水中[Al]低时，尤其 是需要限制[Al]含量时，必须控制精炼渣中的 Al2O3 的含量．也就是说，精炼渣的选择必须和所精炼的 钢种的化学成分相适应． 本工艺条件下，钢水中 [Si] 含量在 0.15%-0.27%，[Al]在 0.005%-0.008%，通过上式计 算的精炼渣的合适成分为:CaO, 42%-52%, SiO2, 30%-35%，Al2O3, 13%-28%. 从 CaO-Al2O3-SiO2 的三元系相图上的 CaO, Al2O3 等的活度曲线表明[5]，以 CaO-SiO2 为基础的 渣系，Al2O3 的活度远比以 CaO-Al2O3 为基础的渣系 低，适当降低渣中 Al2O3 可能有利于 Al2O3 夹杂的 吸收，防止水口堵塞． 3) 从造渣材料的价格看，CaO-SiO2 渣系较为 便宜．基于这些因素，钢种允许的条件下，优先应 用 CaO-SiO2 基精炼渣系，应用 CaO-Al2O3 基础渣系 也进行了少量的试验．两种渣系的比较，尚需进一 步的实验研究． (2) 渣的调整. 在出钢过程中加入 1~2 kg/t 的精炼渣，然后在 合金微调站取渣样，视渣子的状况，分别加入石灰、 电石或石英砂加以调整．渣况的调整见表 3. 表 3 渣况的调整 渣的黏度 渣的颜色 黏度大 黏度小 黑色 墨绿色 奶油色 加入石 英砂等 加入石 灰、电石 等 加入 SiFe 粉、电石 等 电石等 所希望的 颜色 2.3 吹 Ar 搅拌 众所周知，吹氩搅拌增加夹杂物的碰撞长大几 率，是促进钢中夹杂物上浮的有效手段之一．理论 上吹 Ar 的时间越长越好，但由于工艺条件等限制 不可能太长，要求不小于 5 min. 吹 Ar 的流量控制是保证软吹效果的另一个重 要参数．本工艺中前期需要大流量吹 Ar，以获得良 好的搅拌效果，从而保证脱氧、造渣所需的动力学 条件．最后的软吹要求钢水不裸露、渣面微动为 佳．这就需要有良好的吹 Ar 控制设备． 2.4 精炼效果 (1) 钢中氧含量．根据需要的目标值，按照式 (1)确定 Al 线喂入量，按表 2 选择喂 CaSi 线量．可 以将钢水中的活度氧很容易地降低到 20×10−6以下， 并且较为稳定． (2) 渣中 FeO 和 MnO．通过钢水脱氧、使用 CaC2 去除渣中的 FeO 和 MnO 之后，渣子的氧化性 大幅度降低．精炼前后渣的典型成分如表 4． 表 4 快速精炼后终渣的化学成分(质量分数) % 项目 CaO Al2O3 SiO2 MnO FeO 钢包渣平均成分 / % 38.6 8.90 25.20 5.84 12.1 处理后的平均成分 / % 48.9 7.05 31.85 1.27 1.71 (3) 水口堵塞情况.应用这种精炼工艺之后连 铸能够正常浇铸，水口堵塞率比常规工艺有所提高 (常规工艺: 0.07%; 快速精炼工艺: 0.087%)．这可能 是由于过程中钙含量的波动、二次氧化等因素所造 成的． (4) 精炼后钢水中的平均硫含量．精炼前后钢 中平均硫含量分别是 0.0204%和 0.0202%．统计数 据表明，应用这种工艺，在马钢工艺条件下，不具 有脱硫能力．应用 CaO-Al2O3 渣系，文献[2]的报导 可获得 20%~40%的脱硫率．这可能与所使用的 CaO-SiO2 系精炼渣碱度比较低、氧位较高有关． 3 结论 (1) 在吹 Ar 合金微调站，通过“Al 脱氧+Ca 处 理+造渣+软吹 Ar”工艺， 可以实现(转)炉(连铸)机 匹配所要求的 18 min 内，将低碳钢 SS400 类钢水中 的[O]降低到 20×10−6 以下，渣中 FeO+MnO<3%， 而浇铸时不发生水口堵塞，满足了马钢油润滑的小 异形坯连铸机对钢水质量的要求． (2) 由于 Ca 的收得率非常不稳定，以及钢中残 余量的限制，用 Ca 作为深脱氧元素是不可行的． (3) 实验表明，在马钢条件下应用“CaO-SiO2