鈣處理鋼中夾雜物的演化機制及工藝優(yōu)化研究.pdf

1、鈣處理被廣泛應(yīng)用于解決Al脫氧產(chǎn)物引起的水口堵塞問題，為了提高鈣的收得率并改善夾雜物變性效果，本文以某CSP廠經(jīng)BOF-LF-CC工藝生產(chǎn)的Q235、SPA-H、DC01鋼為研究對象，通過精煉與連鑄工序過程樣的提取及夾雜物表征，揭示了鋼中夾雜物的演變路徑，采用熱力學(xué)計算，明確了典型夾雜物的生成條件，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了鈣處理工藝的優(yōu)化措施。
　　采用SEM+EDS表征了精煉及連鑄工序過程中典型夾雜物特征，結(jié)果表明:LF進(jìn)站時，

2、鋼中夾雜物以球狀、棱角狀、簇狀的Al2O3為主;加鈣前的精煉過程中，大部分Al2O3轉(zhuǎn)變成塊狀的高熔點MgO·Al2O3尖晶石類夾雜，單獨的Al2O3只占少部分;鈣處理后，鋼中夾雜物以Al2O3-CaO-MgO+(CaS)、CaO-Al2O3+(CaS)復(fù)合夾雜物為主;中包和鑄坯中，夾雜物均以低熔點的Al2O3-CaO-MgO復(fù)合夾雜物為主，含有少量CaO-Al2O3夾雜物。鈣處理鋼中主要夾雜物的演變路徑可用下式表示:Al2O3→MgO

3、·Al2O3(·xCaO)→Al2O3·xCaO(·yMgO)+(CaS)→Al2O3·xCaO(·yMgO)。
　　典型夾雜物的生成熱力學(xué)計算表明:當(dāng)試驗鋼中Al含量在0.01～0.05％范圍內(nèi)，只要有微量的Mg(0.3ppm)，就能使Al2O3轉(zhuǎn)變成MgO·Al2O3尖晶石;當(dāng)Al2O3-CaO-MgO復(fù)合氧化物中MgO含量≤15％，Al2O3含量在42％～68％時，煉鋼溫度下夾雜物就可能以液態(tài)形式存在;1873K下，欲使鋼中

4、Al2O3夾雜變性為低熔點的12C·7A，Q235、SPA-H、DC01鋼中[Ca]需分別達(dá)到0.0018％、0.0014％、0.0016％;當(dāng)鋼中[S]=0.0034％時，[Ca]≥0.0050％，就會生成CaS夾雜，而當(dāng)鋼中[S]降至0.0010％時，[Ca]≥0.0169％才可能生成CaS; Al-S平衡曲線表明，體系平衡態(tài)從C/L→C·A/C·2A時，與CaS平衡所需的[S]增加，當(dāng)CaS與Al2O3或者CaAl2O4飽和的變性

5、夾雜物接觸時會變得不穩(wěn)定，CaS對夾雜物中的Al2O3變性而被消耗;冷凝過程中，當(dāng)鋼液溫度分別降至1775.7K、1800.8K時，SPA-H與DC01鋼凝固前沿會析出CaS夾雜，而Q235鋼中，鋼液溫度降至液相線前時，CaS就已經(jīng)開始生成，表明Q235鋼中初始S含量過高。
　　通過工藝過程取樣分析與理論研究，提出了鈣處理工藝的優(yōu)化措施:喂線點下方附近的透氣磚吹氬量不宜過大，一般控制在120NL/min左右較佳，另一透氣磚氬氣流量

6、與出口壓力分別控制在520NL/min、0.33Mpa左右，吹氬效果比較理想;計算表明，CaAl線與SiCa線的理論喂線速度分別為2.4～3.6m/s、2.1～3.1m/s，CaAl線實際喂線速度較合理，SiCa線喂線速度偏大;水口堵塞物主要為Al2O3和未變性徹底的高熔點鈣鋁酸鹽，在鋼包頂渣對Al2O3部分變性的基礎(chǔ)上，仍需保證足夠的鈣線喂入量，Q235、SPA-H鋼需要增加喂線量，才能達(dá)到夾雜物徹底變性的效果;頂渣的硫容量與堿度變化