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1、ASEA-SKF钢包精炼炉脱氧工艺探讨范鼎东 刘国平摘 要：采用不同的脱氧材料,选择3种工艺方案,对ASEA-SKF精炼炉脱氧工艺进行了研究探讨,并研究了在不同的脱氧工艺条件下钢中［N］、［H］、［S］含量的变化情况,找出了较为理想的脱氧工艺方案。关键词：ASEA-SKF精炼炉 脱氧工艺 冶金效果DiscussiononDeoxidizationProcessinASEA-SKFladleRefiningFurnaceFanDingdong LiuGuoPing(MaAnshanIron&SteelCo.Ltd.)Abstract：D
2、iscussionondeoxidizationprocessinASEA-SKFrefiningfurnacehasbeencarriedoutwiththreedifferentprocessesanddeoxidizers.Thechangesin［N］,［H］and［S］havebeenstudiedunderdifferentdeoxidizationconditions,andreasonabledeoxidizationprocessisthenputforward.Keywords：ASEA-SKFrefiningfu
3、rnace deoxidizationprocess metallurgicaleffectiveness▲1 前 言 随着炉外精炼技术的发展和新型脱氧材料的不断涌现,钢液脱氧的手段越来越灵活多样。脱氧工艺的合理选择、脱氧材料的精确加入不仅可以将钢中氧降至理想的范围,而且还可以降低钢中其它杂质元素的含量,同时还可以节约合金用量,取得良好的综合效益。 本研究以常用的3种钢液脱氧方法为基础,与不同的脱氧材料进行合理的组合,结合马钢一钢厂生产实际,设计了3种方案对精炼炉脱氧工艺进行了研究探讨,并研究了在不同的脱氧工艺条件下钢中［N］、［
4、H］、［S］含量的变化情况,以期找出较为理想的脱氧工艺方案,获得良好的冶金效果。2 试验条件及工艺方案2.1 试验条件 马钢一钢厂现有1座90tASEA-SKF钢包精炼炉,精炼炉有LF和VD两个工位,具有加热处理、合金微调和真空脱气功能。初炼炉采用双包出钢,钢液分别装入2个105t普通钢包,然后通过滑动水口倒包方式倒入2个90t专用精炼钢包,依次进行加热处理、合金微调和真空脱气。 精炼工艺流程为:初炼钢水→倒包→加热处理、合金微调→真空脱气→浇注。 倒包过程加渣料造新渣,碱度控制在2.5左右;加热过程进行还原渣操作,要求渣中w(
5、FeO)＜1%,真空脱气66.7Pa保持时间大于20min,并保持吹氩搅拌。2.2 脱氧试验工艺方案 由于工艺路线涉及初炼钢水在出钢过程的脱氧合金化、倒包、加热精炼及真空脱气等环节,针对各工艺环节的不同脱氧操作,设计了3个脱氧工艺方案。工艺方案见表1,所用脱氧材料成份见表2。表1 脱氧试验工艺方案方案出钢/kg。t-1倒包/kg。t-1真空后净化搅拌/min1加铝0.6加铝0.9喂Ca-Si线1.5kg/t吹氩,152脱氧剂1.6脱氧剂2.2喂Al线Als=0.020%吹氩,103脱氧剂1.6脱氧剂2.2Al0.25kg/t,Si-
6、Al-Ba1.5kg/t电磁搅拌,5 注:表中脱氧剂指钙系脱氧剂表2 脱氧材料成份(w)%材料名称CCaSiAlBaCa-Si 28.455.6 钙系脱氧剂2037.216 Si-Al-Ba 36.2419.7912.763 几种脱氧材料的冶金特性3.1 铝 铝主要用于钢液脱氧,其脱氧产物为固态的 Al2O3,反应式为:2［Al］+3［O］=Al2O3ΔG°=1225000-393.8T (1) 由热力学计算可以看到铝的脱氧基本上在1873K高温下完成,即加铝后的片刻之内,绝大部分氧就由溶
7、解态转变为氧化物而析出。文献资料［1］表明,含碳0.50%的钢,铝脱氧的二、三次脱氧产物占总量的22.5%～50.4%,这也说明铝脱氧速度很快,脱氧产物主要为一次生成。由式(1),若设［Al］(w)为0.025%,钢液在1520℃～1600℃变化时,钢中溶解氧可以从3×10-6降至0.5×10-6。因此,在精炼条件下,脱氧过程是一个夹杂物去除过程,一般可将这样一个脱氧过程看成一个准一级反应,即:［O］t=［O］0exp(-S/V。kt) (2)式中 ［O］t——精炼后t时间的含氧量/×10-6 V——
8、钢液体积/m3 ［O］o——精炼初始时刻的含氧量/×10-6 k——钢液脱氧的传质系数/m。s-1 S——钢渣界面积/m2 t——脱氧时间/s 由(2)可见,精炼时间越长,钢中氧含量越低,即通过有效的搅
