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1、1转炉炼钢脱氧冶金化的优化改进（贾卫国）陕西略阳钢铁有限责任公司炼钢分厂摘要：论述了转炉炼钢脱氧工艺优化；硅钙钡脱氧净化剂的脱氧原理，对合金化过程的问题进行探索解决；V-N 合金在 HRB400 中的作用原理，强调 N 元素的作用。关键词：钢中的氧脱氧合金结块V-N 合金作用机理一、前言略阳钢铁有限责任公司二炼钢自投产以来，通常采用硅钡钙、增碳剂、硅铁、锰硅铁、钒氮等作为脱氧合金化材料。在冶炼 HRB335 钢时，合金量大，易结块，造成Si、Mn成分波动大；冶炼 HRB400 钢时，钒氮合金回收率不稳定，易出现废品等问题同，对原有的脱氧剂，合金的作用进行了解，改进合金加入量，加入方法，有效解决
2、上述问题。二、脱氧（一）终点钢中的氧冶炼低碳钢时，终点钢水的氧含量：冶炼正常的钢水，大中型转炉终点钢水氧含量 200300ppm(0.020%0.030%)，一般过氧钢水终点的氧含量在 500600 ppm,拉碳次数越多，钢水的氧活度、渣中 TFe 含量越高。当终点 含量和温度相同时，拉碳次数每增加一次，钢中氧活度将增加100200 ppm，而渣中 TFe 含量将增加 2%3%。（二）炉渣中的氧2转炉出钢过程中，会不同程度的有一批氧化性炉渣进入钢包，增加脱氧任务。到目前为止，还不能完全杜绝炉渣进入钢包，进入钢包的炉渣可分为一次下渣，二次下渣。一次下渣：转炉出钢时，首先进入钢包的不是转炉钢水，而
3、是浮在钢水表面的炉渣，一次下渣数量一般不大，但危害不小。一次下渣的危害：在出钢初期，先于钢水进入钢包的炉渣在钢水的强烈搅拌作用，自己本身则呈乳化泡沫状，向钢水卷入大量空气，向钢水中增氧。二次下渣：出现尾期钢水出完之前，钢水表面的炉渣被卷入钢水，随钢水一起进入钢包。（三）减少钢中氧含量的措施减少一次下渣卷入的氧含量：倒炉时倾动迅速，钢水表面炉渣越过出钢口位置后，再降低倾炉速度，缩短出渣的时间，可减少一次下渣量，出钢初期不加脱氧剂，让钢渣分离，泡沫消失后再加脱氧剂，一般钢包中钢水 300mm 深以后泡沫基本上完全消失。维护好出钢品的长度：圆孔形状，钢流越散，则泡沫渣卷入的空气越多。出钢口越大，一次
4、下渣量越多，（四）硅钙钡脱氧合金净化剂主要理化指标Ca（%）Si（%）Ba（%）H2O（%）添加剂（%）粒度（%）1225 2550 913 0.5 1 3060mm（五）生产钢种在 50t 氧气顶吹转炉上采用硅钙钡净化剂进行终脱氧，冶炼HRB335、HRB400 钢种。3（六）加入量及方法终脱氧剂只用硅钙钡一种，吨钢使用量 0.61.5kg/吨，出现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。钢水经底吹氮气搅拌均匀，镇静一段时间后送往连铸。（七）硅钙钡脱氧合金净化剂脱氧的基本原理硅钙钡的主要成分是 Ca、Si 及添加剂等，他们与钢水之间存在以下反应：Ca+ C+O=CaO+2CCa
5、+2 C+S=CaS+2C反应产物中部分C与钢中O发生如下反应C+O=CO此外他们与钢渣之间存在以下反应：Ca+2 C+3FeO=CaO+3Fe+ 2CO由于硅钙钡脱氧合金净化剂以化合物形式参与钢水与钢渣的脱氧、脱硫反应，因此加入钢水后产生的钙蒸汽极少，钙的回收率显著提高。在达到脱氧、脱硫目地的同时，其产物是 CO 和 CaO。其中 CO 不但不会产生新的夹杂物，而且 CO 在从钢液溢出过程中，钢液搅动比较强，有利于合金的快速溶化和成份的均匀，能促使其它夹杂物随之上浮，脱氧产物也能与钢中其它夹杂物结合形成铝酸盐等，低熔点混合物，并及时从钢液中上浮排出。此外钙在炼钢温度下还能与硅形成液态硅酸钙，
6、这些液态的微小夹杂在上浮过程中容易碰撞、聚集、长大，有利于排出而净化钢液。4硅钙钡合金将 Ca、Ba 同时加入钢中，由于 Ba 不易挥发，而且在液态下 Ca、Ba 可完全互溶，因此 Ba 能减弱 Ca 的气体，增加 Ca 在钢中的溶解度，提高 Ca 的处理效果，使得残留下来的夹杂为细小球状铝酸钙，而且多为硫化物包裹，硫化物也由条状 MnS 变为细散球状 CaS，钡与氧和硫有很强的亲和力，在钢液中溶解度很小，钡是表面活性物质，形成的含钡夹杂物，从钢液中排除速度较快，有利于净化钢质。（八）使用后的效果1、可全部或按工艺要求部分代替铝线，硅铝钡、硅铝钙钡、硅铝铁、硅钙线、铁铝线及电石等炼钢中脱氧材料
7、，降低吨钢成本，经济效果显著；2、显著提高合金收得率，减少合金消耗及减少碳粉加入量；3、脱氧能力强，钢水流动性好，彻底解决了连铸水口的结瘤问题；4、脱硫效果明显，改善钢的组织和夹杂物的形状。三、合金化（一）锰的作用：锰是一种非常弱的脱氧剂，在碳含量非常低，氧含量很高时，可以显示出脱氧作用。锰对铁素体的固溶强化能力极强，可以提高钢的强度。（二）硅的作用硅是钢中最基本的脱氧剂，普通钢中硅在 0.170.37%，1450钢凝固时能保证钢中与其平衡的氧小于碳平衡的量，抵制凝固过程中 CO 气泡的5产生。硅与钢水中的 FeO 能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去。硅能还原钒，当钢中加入钒时，硅铁消耗增加。
8、2/5V 2O5+Si=4/5V+SiO21/2V 2O4+Si=V+SiO22/3V 2O3+Si=4/3V+SiO22VO+Si+2V+SiO 2脱氧和合金化是密不可分时，硅锰即是合金，又能起到脱氧的作用（三）冶炼 HRB335 钢脱氧合金化实际操作钢水量 54 吨，加入锰硅合金 1300 公斤，硅合金 150 公斤，碳 130 公斤，硅钡钙 60 公斤，钢水流出钢包中深 300mm 开始加入硅钙钡脱氧。加入碳粉再加入锰、硅等合金，加合金同时吹氮搅拌，由于加入量大，不可一次将合金全部加完，应在中途关停一次。钢水流出 3/4 时全部加完，钢水快出完时投入挡渣球挡渣。冶炼 HRB400 钢脱氧
9、合金化与 HRB335 基本相同。钢水量 54 吨，加入锰合金 1300 公斤、硅合金 180 公斤、碳 130 公斤、硅钡钙 60 公斤，钒氮合金 30 公斤，过程与上同，钒氮合金最后加入。（四）成分不均匀，易结块的改进措施1、在钢包内提前加入钢水覆盖剂对合金结块现象有所改善。加入到钢包中的覆盖剂，从成分看：Ca01525%，SiO 23845%，AL 2O338%，熔点 12001300，熔点比钢水温度低，形成一层液渣稀释钢包中原有炉渣，6使合金加入钢包内无阻挡，易化开，不会浮在炉渣上，而深入钢水中溶化。覆盖剂还能吸附钢液表面有害夹杂物，防止钢水二次氧化和热辐射，不结壳，钢水成份没有污染。
10、2、加强吹氮过程，从原来 3 分钟延长到 5 分钟，预防合金结块，均匀成分。（五）实际效果使用覆盖剂后提高了合金收得率，降低了钢水中的夹杂物含量，减少了钢包中的炉渣量和钢水回磷量。四、冶炼 HRB400 钢时-合金的作用（一）有效降低钢中有害固溶氮元素的析出HRB335 中的锰和硅都是固溶元素，不能与钢中的氮元素结合，因此氮元素全部固溶在钢中。在钢中添加钒元素后，氮元素一部分仍固溶在钢中，而大部分与钒元素结合形成 VN 来提高钢的强度，并可在轧制过程中起到细化晶粒的作用。HRB335 中的氮元素含量在 4060ppm；HRB400 通过加入 V-N 合金增加了钢中的氮元素含量，大部分可保持在
11、80 ppm 左右。HRB400 中 80%左右的氮元素可与钒元素结合变成析出强化相。只有 20%左右的氮元素（不到 20ppm）固溶析出在钢中。（二）有效增加钒元素的强化能力钒元素与氮元素结合后产生 V(Cx、Ny)，随着钢中氮元素含量增加，所析出的 V(Cx、Ny)比例增高。由于 V(Cx、Ny)的析出颗粒细小，这样钢7中的氮元素可以提高钒元素的强化能力，钢中的钒元素与氮元素结合后，就减少了与碳元素的结合量。碳元素本身是一种特别强的强化元素。这样少消耗的这部分碳元素形成珠光体来提高钢的强度，使强化效果更加明显。五、结语1、钢中添加-合金后虽然钢中总氮元素含量增加，但对钢筋性能有害的固溶氮元
12、素含量减少。固溶氮从通常的 4060ppm 降低到 20ppm 以下，对钢的性能更有利。2、在生产实践证明，在炼 HRB400 钢时，硅铁消耗增加，但钒氮回收率提高。3、精心操作善用硅钡钙降低企业生产成本，有效去除钢中夹杂物提高钢水纯净度。参考文献：1、 炼钢学 。2、 转炉炼钢问答 。3、 河南冶金 ，2006 年增刊。4、 甘肃冶金2009 年 12 月。8目录摘要1关键词1一、前言1二、脱氧1（一）终点钢中的氧1（二）炉渣中的氧1（三）减少钢中氧含量的措施2（四）硅钙钡脱氧合金净化剂主要理化指标2（五）生产钢种2（六）加入量及方法2（七）硅钙钡脱氧合金净化剂脱氧的基本原理3（八）使用后的
13、效果4三、合金化4（一）锰的作用4（二）硅的作用4（三）冶炼 HRB335 钢脱氧合金化实际操作 5（四）成分不均匀，易结块的改进措施5（五）实际效果5四、冶炼 HRB400 钢时 V-N 合金的作用 5（一）有效降低钢中有害固溶氮元素的析出6（二）有效增加钒元素的强化能力6五、结语6参考文献79转炉炼钢脱氧合金化的优化改进姓名：贾卫国鉴定等级：转炉炼钢技师单位：略钢炼钢分厂日期：2010 年 7 月本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 201 我爱朱丹老婆本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010 中华人
14、民共和国本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 我爱朱丹老婆本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 我爱朱丹老婆本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 201010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 我爱朱丹老婆本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 我爱朱丹老婆本文来自网络，请不要使用盗版，要谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 2010本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读 版权所有 我爱朱丹老婆本文来自网络，请不要使用盗版，谢谢阅读
