复合精炼剂多媒体

1、1钢水复合精炼剂应用技术技术重庆大学重庆大学重钢集团重钢集团 2钢水复合精炼剂应用技术技术1、复合精炼剂理化指标复合精炼剂理化指标2、复合精炼剂使用工艺3 3、复合精炼剂与同等量、复合精炼剂与同等量BaAlSiBaAlSi合金脱氧效果比较合金脱氧效果比较 4 4、复合精炼剂改质效果比较、复合精炼剂改质效果比较 5 5、复合精炼剂脱氧、改质原理、复合精炼剂脱氧、改质原理 6、复合精炼剂脱氧冶金特点复合精炼剂脱氧冶金特点 7 7、复合精炼剂顶渣改质冶金特点、复合精炼剂顶渣改质冶金特点 8、 结语3 前言 钢水复合精炼剂是一种集钢液、钢渣脱氧、吸附夹杂等精炼功能的新型冶金辅助材料。 出钢时向钢包内加

2、入，能起到合金脱氧作用。 在钢包渣面上加入，能对转炉下渣脱氧、改质，有效改变转炉下渣氧化性高带来的一系列质量问题。 同时该精炼剂熔点低，聚合能力强，对硫化物夹杂、氮化物夹杂、氧化物夹杂，特别是SiO2、Al2O3夹杂具有强的吸附能力。这对提高钢水质量具有十分重要的作用。 41、复合精炼剂理化指标复合精炼剂理化指标表1复合精炼剂理化指标/%成分%CaOAl2O3Si、Al、Ba、Ca、SiC合金SiO2CH2O1625141845705460.552、复合精炼剂使用工艺 1.作为预脱氧剂作为预脱氧剂在转炉出钢过程中，利用其混冲时良好的动力学条件加入钢包中，代替等量等量合金BaAlSi等对钢水进行

3、预脱氧。 加料顺序：加料顺序：合成渣用量大条件：复合精炼剂少部分合成渣合金化合金（硅铁、锰铁等）增碳剂补加合成渣。 合成渣用量小条件：复合精炼剂合金化合金（硅铁、锰铁等）增碳剂合成渣。 加入量：加入量：120Kg,即1.5 Kg/吨钢。 2.作为顶渣改质剂作为顶渣改质剂在出完钢后加入钢包渣中对炉渣改质 加入量：加入量：4060 Kg,即0.50.75 Kg/吨钢。 63、复合精炼剂与同等量、复合精炼剂与同等量BaAlSi合金脱氧合金脱氧效果比较效果比较（Q235B高）高） 脱氧剂类型脱氧剂氩前氧平均，PPm氩后氧平均，PPm硅回收率%锰回收率%加入量Kg统计炉数炉BaAlSi12057321.

4、164.0878.8 复合精炼剂1201265.9814.164.6980 比较 7.027+0.61+1.2 74 4、复合精炼剂改质效果比较（、复合精炼剂改质效果比较（Q235BQ235B高）高） 脱氧剂类型改质氩前FeO+MnO%氩后FeO+MnO%结晶器PPm加入量Kg试验炉数炉ToNBaAlSi（120） 511.564.53160.338.3 BaAlSi（100）310.318.7 复合精炼剂60116.993.76157.146.3 复合精炼剂4035.715.02 8 由上述检验结果得： 开发的复合精炼剂能起到代替合金预脱氧、钢包渣改质（钢包渣(FeO)+(MnO)5%）目的

5、。 脱氧、改质效果稳定。使用中观察，复合精炼剂熔化良好，钢包液面不结团，渣态疏松。复合精炼剂加入过程中无烟尘飞扬，包内、渣面反应平稳。9 120kg复合精炼剂脱氧效果能达到同等量BaAlSi 合金脱氧效果，氩前O平均为65.98PPm，氩后平均O为14.1PPm，平均结果略好于BaAlSi 合金脱氧(氩前O平均为73PPm，氩后平均O21.1PPm)。 由于脱氧效果略好于BaAlSi 合金脱氧，因此使用复合精炼剂，硅、锰合金收得率也略有提高。虽由于后续保护浇注工艺不完善，结晶器内取气体样，测试全氧To量波动大，但平均值低于BaAlSi 合金脱氧条件。喂丝脱氧，每米线脱氧量，两种工艺相当。10

6、60Kg（ 0.75 Kg/吨钢）复合精炼剂用于钢渣改质，能达到氩后渣(FeO)+(MnO)5%的改质目标(FeO)+(MnO)平均为3.76%)。 40Kg复合精炼剂钢渣改质条件，接近氩后渣(FeO)+(MnO)5%的改质目标。因此要达到钢包改质氩后渣中(FeO)+(MnO)5%的目标，用于改质的复合精炼剂应大于40Kg，即大于0.5Kg/t钢。 11 由钢包渣不同时期成分变化分析，加入120KgBaAlSi 合金脱氧剂，在钢水脱氧过程中，还有过剩脱氧元素存在，过剩脱氧剂上浮到钢包面上与顶渣结合，还原钢包渣中氧，起降低钢包渣氧化性作用，因此在120KgBaAlSi 合金脱氧剂加入量条件下，氩

7、后钢包渣氧化性虽高于用复合精炼剂改质条件，但能达到(FeO)+(MnO)8%，这易造成后续工艺中钢水的二次氧化现象，所以须增加合金加入量或加入复合精炼剂改质钢渣。 125、复合精炼剂脱氧改质原理、复合精炼剂脱氧改质原理5.1.1钢中夹杂物评价：钢中夹杂物评价： 转炉炼钢是一个氧化过程：把纯O2吹入铁水熔池，使C、Si、Mn、P氧化成为不同含碳量的钢液，当吹炼终点时，钢中溶解了过多的氧，称为O溶或aO ，在出钢时，必须进行脱氧，把O溶转变成氧化物夹杂，所以钢中氧可表示为： TO=O夹杂+O溶 出钢时：O夹杂 0，TO O溶=400-1000ppm O溶决定于： 钢中C，转炉吹炼终点钢中C与aO

8、关系； 渣中（FeO）； 钢水温度。13钢包脱氧合金化钢包脱氧合金化+ +精炼后：精炼后： O溶=0 TO= O夹杂 O夹杂决定于： 夹杂物类型 夹杂物传输到钢/渣界面 渣相吸附夹杂物145.2夹杂物控制原理夹杂物控制原理5.2.1夹杂物类型夹杂物类型就脱氧而言，分为下列情况：1）用Si+Mn脱氧形成的脱氧产物有： 纯SiO2（固体）： MnO SiO2（液体）； MnO FeO（固溶体）。 控制合适的Mn/Si比，得到液相MnO SiO2 容易上浮排除。但往往由于脱氧不良，铸坯会产生皮下气孔。152）用Si+Mn+Al脱氧形成的脱氧产物可能有： 蔷薇辉石（2MnO 2Al2O3 5SiO2）

9、； 硅铝榴石（3MnO Al2O3 3SiO2）； 纯Al2O3（Al2O3 30%）。 要把夹杂物成分控制在相图中的阴影区，则必须钢中AlS=0.006% ，钢中O溶可达20ppm而无Al2O3沉淀，钢水可浇性好，不堵水口，铸坯不产生皮下气孔。163）用过剩铝脱氧 对于低CAl镇静钢，钢中AlS =0.02-0.04%，则脱氧产物全部为Al2O3： Al2O3熔点高，钢水中呈固态； 可浇性差，堵水口； 可塑性差，不变形，影响钢材性能；4)4)钙脱氧钙脱氧 生成低熔点2CaO Al2O3 SiO2 或12CaO 7Al2O3 5）钡脱氧 生 成 低 熔 点 S i OS i O2 2. B a

10、 O. B a O 、 A lA l2 2O O3 3 SiOSiO2 2.BaO.MnS.BaO.MnS 由此采用Ca、Ba、Al、Si复合脱氧剂可得原子团半径大、熔点低的复杂化合物。175.2.2夹杂物向钢夹杂物向钢/渣界面传输渣界面传输夹杂物传输到钢夹杂物传输到钢/ /渣界面决定于：渣界面决定于： 夹杂物尺寸，夹杂物的形核，长大速度； 根据斯托克斯定律：脱氧产物的上升速度与脱氧产物离子半径的平方成正比。 液体流动，搅拌，夹杂物碰撞、聚合； 夹杂物性质：液态或固态； 夹杂物上浮：静止溶池，还是搅拌溶池。 185.2.3渣相吸附夹杂物渣相吸附夹杂物渣相吸附夹杂物决定于：渣相吸附夹杂物决定于：

11、 钢/渣界面能； 夹杂物溶于渣相。 液体夹杂完全溶解于渣相，而固体夹杂在渣中是有限溶解，决定于渣成分、温度和渣量。196、复合精炼剂冶金特点复合精炼剂冶金特点6.16.1复合精炼剂的基本组成 根据上述夹杂物控制原理建立了如下复合精炼剂的基本组成： 1）采用Ca、Ba、Al、Si复合脱氧剂得到原子团半径大、熔点低的复杂化合物。 2）加入SiC，是应用SiC中的碳在脱氧过程中产生CO气体，加强熔池中的搅拌，促使脱氧产物聚合长大、上浮排除。 3）为保证液相渣对夹杂物的有效吸附，复活精炼剂基料是富氧化钙的低熔点物质C3A。 故：复合精炼剂具有高效脱氧、净化夹杂功能。206.2复活精炼剂基料C3A的作用

12、。 1）当C3A与钢水中的脱氧产物Al2O3、SiO2相聚时，将生成低熔点的C12A7（1450）和低熔点共晶物C2S-C12A7-CA（1335），因此对钢水中脱氧产物Al2O3、SiO2具有很强的吸附、聚合、排除能力。解决了高熔点脱氧产物不易被快速排除的问题，实现了钢水净化的目的。 2）由于脱氧产物Al2O3、SiO2与富氧化钙的C3A形成了低熔点的化合物，降低了脱氧产物的活度，有利于脱氧元素的有效利用。因此，在少量的合金元素条件下，可获得高效率的脱氧效果，有利于钢水纯净度的提高。 21 3）基料富氧化钙的C3A的存在，使精炼剂属还原、碱性渣系，脱氧及炉渣改质后不仅有低的氧化性，而且保持了

13、较高碱度，这不仅避免了氧化性顶渣对钢水直接氧化带来的一系列质量问题，同时也有效地防止了低碱度下SiO2对钢水的间接氧化，有利于钢中酸溶铝含量的提高。同时保证一定的碱性对防止回磷有益。 226.3复合精炼剂脱氧冶金效果 1）在出钢过程加入时，由于钢水混冲搅拌作用，复合精炼剂中Ca、Al、Ba、SiC等还原剂与钢中氧反应，达到钢液、钢渣脱氧的目的。 2）复合精炼剂中基渣配制在CaO-Al2O3渣系的低熔点范围，具有强的夹杂物吸附能力，可有效吸附钢中氧化物夹杂，硫化物夹杂、氮化物夹杂、并快速上浮排出钢液，从而起到降低钢液氧活度及夹杂的净化作用。 23 3）在钢液中呈液态的钢水复合精炼剂基料，能有效吸

14、收脱氧产物，降低了脱氧产物的活度，有利于脱氧反应的充分进行，提高了脱氧剂的脱氧效率，实现了在少量的合金元素条件下，可获得高效率的脱氧效果，这减少了脱氧产物的污染源，有利于钢水纯净度的提高。 4）复合精炼剂对硫化物夹杂有较强的吸附能力，并且属于高碱性还原性渣系，还具有一定的脱硫能力。 5）复合精炼剂所用碱性基料不含游离CaO，具有储藏时间长的特点。并且不含氟，有利环境保护。6）由于综合脱氧剂及C3A的应用，金属铝在其中占的比例很小，并且不生成游离的Al2O3，因此可防止水口堵塞.同时对Al2O3的控制又不同于Ca处理的方法，因此也可防止水口的侵蚀。24 总之：复合精炼剂能有效起到钢水预脱氧剂作用

15、，而且对脱氧产物Al2O3、SiO2能有效控制，因此用于对夹杂物有严格要求的，特别是对Al2O3夹杂要求高的高碳硬线钢的脱氧优势更为显著。256.4复合精炼剂顶渣改质顶渣改质冶金效果 6.4.1顶渣改质的意义顶渣改质的意义从炼钢精炼连铸对于钢洁净度的控制包含很多因素，在出钢过程中的控制为：（1 1）控制炼钢炉下渣量）控制炼钢炉下渣量 挡渣法：（偏心炉底出钢、气动法、挡渣球）； 扒渣法：目标是钢包渣层厚50mm，下渣2Kg/t。26（2 2）钢包渣氧化性控制）钢包渣氧化性控制出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度。 （FeO+MnO）上升，板坯 TO 上升 （FeO+MnO）上升， 冷轧板卷

16、缺陷增大渣成分控制方法： 渣稀释法：钢包加石灰、萤石或铝矾土造低熔点渣； 渣还原改质处理：出钢时加还原改质剂，使渣中（FeO+MnO）小于5%，铸坯中有TO小于15ppm，冷轧板缺陷大大降低。27 6.4.26.4.2复合精炼剂改质冶金特点 1）复合精炼剂由于有一定量强脱氧剂及低熔点的CaO-Al2O3系基料组成，起到了上述渣稀释法、渣还原改质处理的综合作用。因此，能有效地对钢包顶渣改质，降低其氧化性，并且改质后的顶渣在保持较高碱度下有好的熔化性能，这对脱氧产物等夹杂具有很强的吸附能力。 2）精炼剂属还原、碱性渣系，炉渣通过改质后不仅有低的氧化性，而且保持了较高碱度，这不仅避免了氧化性顶渣对钢

17、水直接氧化带来的一系列质量问题，同时也有效地防止了低碱度下SiO2对钢水的间接氧化，有利于钢中酸溶铝含量的提高。同时保证一定的碱性对防止回磷有益。 28 总之：复合精炼剂熔点低，还原性强，加入钢渣中能保证快速熔化，起到还原氧化性渣，对钢渣改质的作用。改质后的钢包渣属 CaO-Al2O3-SiO2三元渣系，该渣碱度高、熔点低、氧化性弱，为钢液净化，保证足够的酸溶铝含量创造了良好的热力学条件。 如果对进LF炉前的钢渣用复合精炼剂提前改质造还原渣，及进行预脱氧，这不仅可节省LF炉精炼处理时间，提高了LF炉处理效率，而且可减少LF炉高成本复合脱氧剂的应用。29 钢包精炼渣成分控制钢包精炼渣成分控制 不

18、管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣搅拌强度和合理精炼渣 组成是获得洁净钢水的基础。 合适的钢包渣成分： CaO/ AlCaO/ Al2 2O O3 3 =1.51.8 =1.51.8，CaO/SiOCaO/SiO2 2=813=813，（FeO+MnOFeO+MnO）小于）小于5%5% ，高碱度，低熔点、低氧化铁、富 CaO 钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧。30LF精炼渣成分如表：表 精炼渣成分Al-K 钢Si-K 钢CaO56-6256-62SiO26-1015-20Al2O320-255-8FeO+MnO1-21-2MgO6-86-8CaF25-10317 结语 1.复合精炼剂脱氧、改质试验结果表明，采用120Kg(1.5Kg/t钢) 复合精炼剂脱氧，60Kg(0.75Kg/t钢) 复合精炼剂改质钢渣，能实现钢水预脱氧（氩前O平均为65.98PPm，氩后平均O为14.1PPm），钢渣改质( (FeO)+(MnO)平均为3.76%) (FeO)+(MnO)5%目标要求。综合脱氧、改质效果优于单用合金脱氧条件。 2.复合精炼剂脱氧、改质效果稳定。使用中无烟尘飞扬，包内、渣面反应平稳，渣态疏松，熔化良好，钢包液面不结团。 3.