钢水纯净度控制

1、钢水纯净度控制转炉出钢为什么要挡渣转炉冶炼到终点，渣子是高碱度 (CaO/SiO2=34)、高氧化铁 (FeO=1525%)的渣子。出完钢后有部分渣子会流入到钢包表面， 这 样带来的坏处：(1)发生回磷使成品出格。钢包加铁合金脱氧合金化，氧化性降 低使渣中P2O5还原重新回到钢中。如35t钢包，不挡渣钢包渣层平 均厚度为140mm,挡渣时平均为67mm。而钢包钢水的平均磷含量： 挡渣为0.0084%,不挡渣为0.012%。(2)钢包高氧化性渣子降低了炉外精炼的冶金效果，如钢包喷 Si-Ca粉或喂钙线，由于有高FeO渣子，降低了钙回收率。钙的回收 率是：挡渣时平均为11.2%,不挡渣时为7.75

2、%。(3)出钢时，高FeO渣子被钢流卷入钢包内部，悬浮的渣滴与钢 水中铝、硅、镒等元素发生化学反应，使铸坯中夹杂物增加，渣中 FeO越高，下渣越多，铸坯夹杂物就越严重。(4)钢包高FeO渣子是氧的储存器。浇注过程中钢包表面渣子可 能会凝结在钢包内壁上，浇完后倒渣不净，附着在包壁上的高FeO渣子与下一炉钢水相接触，渣中氧就要释放出来，氧化合金元素(如硅、镒)，严重时会导致钢水成分出格。因此，为了发挥炉外精炼的效果，提高铸坯的质量，控制钢水 成分的稳定性，在出钢时必须进行挡渣操作。出钢挡渣的方法 用于转炉出钢挡渣方法有挡渣球、挡渣棒、气动阀等，但目前普遍应用的是挡渣球。挡渣球外层为铸铁，内包铸造砂

3、。根据转炉容量有不同的规格。如35t转炉所用的挡渣球外径为180200mm，铁壳厚度1020mm, 球体积35004100cm3,球重量1417kg,球密度为4.24.6g/cm3。挡渣时，用机械装置把挡渣球送到出钢口上方， 在出钢1/23/4 时将球翻入熔池。球到位的命中率 90%。加球过早或过晚，球不易 到位。出钢口内侧应形成一定的喇叭状， 才便于钢水在出钢口上方形 成旋涡，而把球吸引到位。球的密度过大会早堵住口，导致钢水出不 尽；密度过小会推迟堵口，导致渣子流出。在出钢渣密度为 3.4g/cm3 左右时，直径180mm挡渣球密度为4.6g/cm3较为合适。电炉采用偏心炉底出钢。该炉子特点

4、是取消了电炉的出钢梢，其炉身上部仍为圆形，下部为鼻状偏圆形，在其底部设出钢口。出钢 口类似钢包水口。出钢前将炉子倾动1215就可顺利出钢。此法优点：（1）可实现无渣出钢，易与炉外精炼相配合；（2）钢流短，无散流，缩短出钢时间，减少了钢水二次氧化；（3）减少了耐火材料的消耗。我国抚顺钢厂已建成一座50吨偏心炉底出钢电炉。我国10吨 电弧炉采用偏心炉底出钢技术与原电炉相比，冶炼时间缩短40min,电耗平均降低63kWh/t,耐火材料消耗平均减少4kg/t钢夹杂物的控制（3）钢包精炼渣成分控制不管采用何种精炼方法(如RH、LF、VD),合理搅拌强度和合 理精炼渣组成是获得洁净钢水的基础。合适的钢包渣

5、成分CaO/Al2O3=1.51.8, CaO/SiO2=813, (FeO+MnO) 3);双层渣。渣中(SiO2)增加，钢水中TO增加。生产洁净钢应用碱性复盖剂。(7)碱性包衬钢水与中间包长期接触，钢水与包衬的热力学性能必须是稳定的，这是生产洁净钢的一个重要条件。包衬材质中SiO2增加，铸坯中总氧TO是增加，因此生产洁净 钢应用碱性包衬。对低碳Al-K钢，中间包衬用Mg-Ca质涂料(A12O3-0),包衬 反应层中A12O3可达21%,说明能有效吸附夹杂物。(8)钢种微细夹杂物去除大颗粒夹杂(50区m)去除，采用中间包控流技术；小颗粒夹杂(50Wm)去除：中间包钙质过滤器中间包电磁旋转(9

6、)防止浇注过程下渣和卷渣一加入示踪剂追踪铸坯中夹杂物来源；一结晶器渣中示踪剂变化；一铸坯中夹杂物来源，初步估算外来夹杂物占41.6%二次氧化占39%,脱氧产物为20%(11)结晶器钢水流动控制中间包冶金当前对钢产品质量的要求变得更加严格。中间包不仅仅只是生产中的一个容器，而且在纯净钢的生产中发挥着重要作用。70年代认识到改变中间包形状和加大中间包容积可以达到延长 钢液的停留时间，提高夹杂物去除率的目的；安装挡渣墙，控制钢液 的流动，实现夹杂物有效碰撞、长大和上浮。80年代发明了多孔导流挡墙和中间包过滤器。在防止钢水被污染的技术开发中，最近已有实质性的进展。借 助先进的中间包设计和操作如中间包加热， 热周转操作，惰性气氛喷 吹，预熔型中间包渣，活性钙内壁，中间包喂丝，以及中间包夹杂物 行为的数学模拟等，中间包在纯净钢生产中的作用体现得越来越重 要。