炉外精炼- 合成渣洗

作业

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2.2.1.2 熔点 在钢包内用合成渣精炼钢液时，一般都应 用液态渣，因此合成渣的熔点应当低于 被渣洗钢液的熔点。 钢的熔点可按下式近似地计算。 Tf=1538－Σ ∆Tj[j％] 各种合成渣的熔点可根据合成渣的成分， 利用相应的相图来确定。
2.2.1.3 流动性 合成渣要求有较好的流动性，流动性是影 响渣在钢液中的乳化程度的重要因素之 一。在炼钢温度下(混冲时钢液温度一般 都大于1600℃，合成渣的温度可按要求 在炼渣炉中调整控制，一般也都在 1650℃以上)，其粘度小于0.2Pa•s。

合成渣有液态渣和固态渣，多数为液态渣。 合成渣洗的主要目的是降低钢中的氧，硫 和非金属夹杂物含量，它可以把[O]降至 0.002%、[S]降至0.005%甚至0.003%。

合成渣洗过程：在一个专门容器内(一般 使用电弧炉)熔炼合成渣(液态)，炉渣温 度控制在1680～1750ºC,出钢前将熔炼好 的合成渣倒入钢包内并移至炉下，在出钢 过程中钢液流冲击包内的合成渣，充分搅 拌，钢液与合成渣充分接触，使钢液得到 渣洗。为了使钢渣充分搅拌接触，需大出 钢口、深坑出钢，即钢水有一定的冲击力， 钢流有一定的高度和速度，使钢水尽快出 净。混冲高度一般为3～4米，出钢时间要 短，如10t炉子35～55秒，20t炉子45～50 秒，合成渣用量一般为钢水量的5～6%， 进行渣洗的钢液出钢前应扒除炉渣，然后 再出钢。
2.2.1.3 夹杂物的去除 渣洗过程中夹杂物的去除靠两方面的作用 一方面钢液内的夹杂物与乳化渣滴碰撞， 被渣滴吸附、同化而随渣滴上浮排除。 一方面促进了二次脱氧反应产物的排出， 从而使钢中的夹杂减少。
2.2.1.4 合成渣脱硫 在渣洗过程中，钢液中的S与合成渣中的 CaO作用生成CaS而去除。
2.1.2 顶渣改质


钢包顶渣（覆盖渣）主要由转炉出钢过 程中流入钢包的渣和铁合金脱氧产物所 形成的渣层组成，渣的氧化性高，碱度 低。 钢包顶渣改质是当前普遍应用的一种钢 包顶渣调质工艺。
2.1.2 顶渣改质

顶渣改质的目的： 1 适当提高覆盖渣的碱度 2 降低覆盖渣的氧化性 3 改善覆盖渣的流动性 4 适当提高夹杂物去除率
2.1.2 顶渣改质
顶渣改质的方法：主要是在转炉出钢过 程中向钢包内加入改质剂（或称脱硫剂 、脱氧剂）。 顶渣改质剂的种类：通常采用CaO-CaF2 、CaO-Al2O3-Al、 CaO-CaC2-CaF2

2.2 渣洗

合成渣洗：由炼钢炉初炼的钢水再在钢 包内通过钢液对合成渣的冲洗进一步提 高钢水质量的一种炉外精炼方法。
2.2.1.2合成渣脱氧 在渣洗过程中，随着钢液温度的下降，脱 氧反应的平衡向脱氧方向移动，有可能 与钢中溶解的氧反应而进行沉淀脱氧。 还有一部分氧通过扩散进入渣中从而使 钢液脱氧。
扩散脱氧 当还原性合成渣与未脱氧(或脱氧不充分) 的钢液接触时，钢中溶解的氧能通过扩 散进入渣中，从而使钢液脱氧。 LO=钢液中的氧 /渣中氧
碱度R

石灰－粘土渣：
R
(CaO MgO)% Al2O3 % SiO2 %
(CaO MgO)% 2SiO2 % R 石灰－氧化铝渣： Al2O3 %
(CaO 0.7 MgO)% 自熔性化合物： R 0.94SiO2 % 0.18 Al2O3 %

有效氧化钙：
(CaO)u (CaO) 1.4( MgO) 1.86( SiO2 ) 0.55( Al2O3 )
2.2.1 合成渣的物理化学性能
2.2.1.1成分 为了取得最佳的精炼效果，要求合成渣具备相 应的物理化学性质，而炉渣的成分是炉渣物 理化学性质的决定性因素。合成渣主要有 CaO-Al2O3系，CaO-SiO2-Al2O3系，CaO-SiO2CaF2系等。其中CaO含量大都波动在45％ ～ 60％的范围，MgO波动在6～10%, Al2O3波动 在12～16%。SiO2波动在16～20%。
合成渣洗的优缺点
有利的方面： 脱硫操作比较简单； 不需要大型设备； 投资省。
不利的方面： 效果不稳定； 不能去除气体，而且当渣料不干燥时还可 能造成吸气，使[H]增加。 不能控制硫化物形态，要想控制硫化物形 态，渣洗后再注入钙线； 温降大 ； 耐火材料的侵蚀。 必须把合成渣加热到液态使用，这样就需 要增加一套专门熔化合成渣的设备，一般 使用电弧炉熔化。
常用的合成渣洗工艺流程是在专门的炼渣 炉中冶炼合成渣，按要求的成分、温度、 渣量先倒入钢包内，然后吊到电弧炉或 转炉出钢位置，靠出钢钢流的冲击使合 成渣乳化，渣和钢充分接触混合，然后 乳化的渣滴上浮至钢液面，完成钢液的 脱硫、脱氧、去除非金属夹杂、防止吸 气、减少钢水温度散失等精炼任务。
2.2.2.1 合成渣的乳化和上浮 倒入钢包内的合成渣在钢流的冲击下， 被分裂成细小的渣滴并弥散于钢液中， 粒径越小，与钢液接触的表面积越大， 渣洗作用越强。乳化的渣滴随钢流紊乱 搅动的同时不断碰撞合并长大上浮。
2 炉外精炼的理论与技术基础
2.1 顶渣控制
本节课内容
பைடு நூலகம்
顶渣控制 渣洗的概念 合成渣的物理化学性能 渣洗的精炼作用 合成渣洗的优缺点（补充）
2.1 顶渣控制

2.1.1 挡渣技术 在出钢过程后期，当炉内钢水降低至一 定深度时，出钢口上方的钢水内部会产 生漩涡，它能将表面的炉渣抽引至钢包 中。此外，在出钢临近结束时，也会有 炉渣随着钢水流进钢包内，这个过程被 称为出钢带渣或下渣。
2.1.1 挡渣技术

做好出钢时的挡渣操作，尽可能地减少 初炼炉的氧化渣进入钢包内是发挥精炼 渣精炼做用的前提。
2.1.1 挡渣技术
为消除或把带入钢包内的渣量降至最低， 目前用于工业生产的挡渣技术有： ( l ）挡渣球。( 2 ）浮动塞挡渣。( 3 ）气动吹气挡渣塞。( 4 ）虹吸出钢口 挡渣。( 5 ）偏心炉底出钢
2.2.1.4 表面张力 表面张力也是影响渣洗效果的一个较为重要 的参数。当用CaO-Al2O3系合成渣洗一般钢 种时，其表面张力＝700～1200 dyn/cm。 2.2.1.5 还原性 由渣洗完成的精炼任务决定了渣洗所用的熔 渣都是还原性的，渣中(FeO)含量都很低。 一般都低于0.3％。
2.2.2 渣洗的精炼作用