转炉脱氧工艺优化

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1、--转炉炼钢脱氧工艺的优化肖乃成魏国强唐田华(安钢集团信阳钢铁有限公司)摘要该文简要的论述了转炉炼钢脱氧工艺优化的原理，并结合实际对脱氧剂使用工艺进行了探索，成功地在炼钢生产中推广应用。关键词脱氧工艺炼钢CONVERTERSTEEL-MAKINGPROCESSOPTIMIZATIONDEOXIDIZEXiaoNaichengWeiGuoqiangTangTianhua（XinyangIron&SteelGroupCo.,Ltd）ABSTRACTThearticlebrieflydiscussesconvereterstell-makingprocessesdeoxid

2、izationoptimizationtheoryandpraticaldeoxidizeexplortionthesuccessful.KEYWORDSDeoxidizationcraftsSteel-making0前言信阳钢铁有限责任公司炼钢厂自1997年投产以来，在钢水终脱氧剂的使用上先后经历过硅铝铁、硅铝钡和硅铝钡钙等过程。通常采用硅铝钡作为钢水终脱氧剂，硅铁和锰铁作为合金化材料。这种脱氧及合金化方式，受钢水终点[C]、出钢温度及下渣量等影响，造成钢中[Si]、[Mn]成分波动大，合金元素回收率不稳定；并且当脱氧剂用量加大时，脱氧后的钢水中酸溶铝超过一定程度（

3、Als＞0.006%）时，将导致生成固态Al2O3簇状夹杂物，钢水粘度增大，夹杂物增多且不易上浮排除，最终导致中包水口结瘤。为此，炼钢厂对原有的脱氧工艺进行优化，成功地开发以使用钙系脱氧剂为主的终脱氧工艺，有效地解决了上述问题，并取得较好的经济效益。1优化脱氧工艺的条件1.1钙系脱氧剂理化指标钙系脱氧剂理化指标见表1。表1钙系脱氧剂理化指标%CaSiCReAlBaH2O32～4012～2014～22适量2～4适量≤0.51.2生产钢种及规格在20t氧气顶吹转炉上采用钙系脱氧剂进行终脱氧，全部冶炼HRB335钢种，浇铸成2150×150mm方坯。---1---1.3加入

4、量及方法终脱氧剂只用Ca系一种，吨钢使用量为1.2kg，出钢前一次性加入钢包内，出钢过程中加铁合金进行脱氧合金化。钢水经底吹氩（或氮气）搅拌均匀，镇静一段时间后送往连铸。2优化脱氧工艺的基本原理Ca作为第二主族元素，反应性很强，有相当强的脱氧能力，这点与同族元素Ba相比较可知，前几年有人在硅铝铁内加入钡生产成硅铝钡，脱氧能力大幅度上升就是这个道理。Ca脱氧比Ba更有优势：两者摩尔质量比MCa：MBa=1：3.426，即都脱除一定量的氧，若需要1kg的Ca，就需要3.426kg的Ba。但Ca在铁液中的溶解度很小，1600℃时为0.032%，在固体铁中几乎不溶解；同时Ca

5、的蒸气压非常大，在1600℃时为1.98个大气压。因此,仅用单一的Ca作为脱氧剂消耗太大，在经济上不合理，为了提高Ca脱氧效率，需提高---Ca在铁中的溶解度，C、Si、Al等元素效果很好Ca的溶解度一倍；因此，钙系脱氧剂主要成分为[1]，而C的作用又最大，每1%C可提高CaC2，还有CaSi及Al、Ba等。使用块---状Ca合金时，Ca的溶解过程受到边界层扩散限制，在局部很快达到饱和，因而不能使钢液溶解更多的Ca，大部分将被蒸发掉，而制成＜15mm小颗粒状，可以有效解决这个问题。脱氧反应的公式为：CaC2+[O]=CaO+2[C]反应产物中部分[C]又与钢中[O]

6、反应:[C]+[O]={CO}也会有部分CaC2与钢渣之间反应：CaC2+3（FeO）=（CaO）+3[Fe]+2{CO}考虑到Al在钢中细化晶粒及固定N，减少时效作用，终脱氧时也应有适量的Al，一般硅铁中含Al：1～1.5%，Ca系脱氧剂配Al也有3%左右，这样Ca与Al同时作用，能生成熔点只有1455℃的球形12CaO·7Al2O3，具有较小的比表面，上浮速度快，从而钢液中夹杂物的量显著减少，残留在钢中的少量12CaO·Al2O3夹杂物在轧制中也不变形，不会形成Al2O3夹杂物那种尖角链状分布，能提高钢的同向性，有很好的加工性能及机械性能。3实施后的效果3.1对比

7、优化脱氧工艺前后合金元素Mn和Si的回收率及铁合金消耗对比见表2。表2优化脱氧工艺前后Mn、Si回收率及铁合金消耗对比脱氧剂钢种炉数/炉Mn回收率/%Si回收率/%Ca系HRB33510087.681.34硅铝钡HRB33510082.4978.62如表2所示，在使用钙系脱氧剂来优化脱氧工艺后，锰铁和硅铁回收率与使用硅铝钡脱氧相比较分别提高了5.11%和2.72%。3.2脱氧、脱硫效果---2---钙系脱氧剂主要是利用CaC2脱氧，在钢水中发生如下反应：CaC2+[O]=CaO+2[C][C]+[O]={CO}由于在炼钢温度下Ca的蒸汽压非常高，故反