脱氧及精炼渣系分析
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脱氧及精炼渣系分析
前言
近二十年来国际钢铁界认为最成功的两个生 产流程是：
1 ）从矿石开始的高炉冶炼→铁水预处理→
转炉吹炼→二次精炼→连铸→连轧长流程； 2 ）从废钢为原料的电炉熔炼→二次精炼→ 连铸→连轧短流程。
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•
通过二次精炼，转炉和电炉失去了原有炼钢 功能：
• 转炉仅起到铁水脱碳和提温的作用； • 电炉操作也只有熔化期，主要完成废钢熔化及 钢水提温的要求。
结果：有了二次精炼，使钢的纯净度不断 提高,满足连铸要求;更重要的是容易与连铸-连 轧匹配。
3
1.钢水脱氧
• 1.1钢中的氧——钢洁净度的量度
•
•
• • •
•
炼钢是一个氧化过程,把纯氧吹入铁水熔池，使C、Si、 Mn、P氧化变成不同碳含量的钢液。 当吹炼到终点时，钢水中溶解了过多的氧，称为溶解 氧［O］D或a[o]。出钢时，在钢包内必须进行脱氧合金 化，把［O］D转变成氧化物夹杂，它可用［O］I表示， 所以钢中氧可用总氧T[O]表示： T[O]=［O］D＋［O］I 出钢时：钢水中［O］I →0，T[O] =［O］D； 脱氧后：根据脱氧程度的不同［O］D→0，T[O] = ［O］I 。 因此，可以用钢中总氧T[O]来表示钢的洁净度，也就 是钢中夹杂物水平。钢中T[O]越低，则钢就越“干净”。 为使钢中T[O]较低，必须控制：溶解氧 及夹杂氧. 4
18
• 反应机理： • 钙与氧的亲和力大于硫。钙加入后， 先将Al2O3转化为铝酸钙，然后多余 的钙才形成硫化钙。 • 防水口堵塞合适钙的控制为：
• • • • • • [O]总% S% Ca% 0.002 0.01 <0.002 0.004 0.01 0.003 0.002 0.002 0.0035 0.004 0.002 0.0045 中间罐Ca/Al>0.13 （根据硫含量确定）
19
•
如：130mmx130mm小方坯生产含铝 0.03%~0.04%，含硫量为0.03~0.05%的钢。 为了防止水口堵塞，喷吹SiCa，使钢中 Ca/Al=0.13，CaO/ Al2O3 =60/40~40/60。
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3炉外精炼用精炼剂
• 炉外精炼用精炼剂包含钢包渣改质剂及钢包 二次精炼剂。 • 3.1钢包渣改质剂 • 由于转炉下渣，导致钢包渣中氧化性高，钢 水总氧量增加，钢水在转运过程中二次氧化， 酸容铝降低等。因此出钢过程在挡渣出钢的基 础上还须对钢包渣脱氧、改质,使钢包渣中 FeO+MnO<5%。
• 1.3夹杂物的排除条件 • 由夹杂物去除机理可知，要保证脱氧产物的有 效去除，控制钢中全氧T[O]在极低水平必须满 足下列条件： • 1）首先须控制夹杂物的形态，使其形成低熔 点的液相脱氧产物，易于聚合长大；复合脱氧产
物有：蔷蔽辉石（2MnO· 2Al2O3· 5SiO2）；锰铝榴石 （3MnO· Al2O3· 3SiO2）；2CaO • Al2O3 • SiO2 ；12CaO • 7Al2O3 ；SiO2.BaO、 Al2O3 • SiO2.BaO
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• 2.4钙、钡脱氧： • 实践表明，含铝的脱氧剂中引入强脱
氧元素Ca可有效地对脱氧产生的高熔点夹 杂物进行变性处理，从而显著改善铝脱氧 钢液的流动性．但由于Ca自身尚存在着如 在钢中溶解度低、比重轻、蒸气压高等弱 点，如何提高其有效利用率成为确定脱氧 剂组成时必须考虑的问题，研究表明，Ba 元素不仅本身是具有比重大、蒸气压低的 强脱氧剂．而且与Ca完全互溶，并随其含 量的增加明显降低Ca的蒸气压．因此研制 和使用含钙的高钡低铝复合脱氧剂代表着 炼钢用脱氧剂的发展方向． 12
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• 研究内容： • 1）研究多种脱氧元素的最佳的配比，以控制 脱氧产物的形态，使其形成低熔点的液相脱氧 产物，易于聚合长大； • 2）研究熔池反应促进元素，以保证熔池内的 搅拌强度，促进钢水中夹杂物传输到钢／渣界 面，但同时也须保证熔池反应的平稳性，防止 反应剧烈导致的喷溅事故； • 3）研究精炼基渣——精炼剂，以保证脱氧产 物及时被熔池内的熔渣吸收，吸收氧化物后的 产物必须是低熔点物质，更有利于上浮排除； • 4）精炼剂必须呈高碱性，尽量减少脱氧产物 对钢包渣碱性的降低影响。
• 2）保证熔池内的搅拌强度，促进钢水中夹杂 物传输到钢／渣界面； • 3）合适的钢包渣成分，以利于夹杂物上浮及 上浮夹杂能及时被熔渣吸收； • 4）钢包渣须有一定的碱度并呈还原性，以防 止对净化钢水带来二次氧化。
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2、脱氧用合金
•
钢液脱氧是炼钢过程中必不可少的工艺环节，其中脱氧 剂的选择至关重要。从炼钢用脱氧剂的历史看，最初使用的 纯铝(一般用铝饼，Al含量>95％)，由于比重轻(2.79g／cm3)， 铝饼不易深入钢液内部，从而限制了铝元素的有效利用率。 • 后采用由Si、A1二元素组成的硅铝铁代替铝饼，因此比 重增大(约4．3g／cm3)，使A1元素的有效利用率成倍提高， 炼钢用脱氧剂的消耗亦相应降低。 • 近几年来，随着钢材由卖方到买方市场的转化，迫使企 业更加注重提高钢的内在质量。复合脱氧因具有脱氧能力强， 降低夹杂物熔点，改善夹杂物的形状、尺寸和分布,可明显改 善钢液纯净度等优点、自然而然受到众多研究机构和钢铁企 业的普遍关注，成为近期脱氧剂领域研制和开发的热点，其 中尤以含碱土元素Ba、Ca的复合脱氧剂研究最为活跃.
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2.1脱氧能力分析 表1是脱氧反应热力学数据。 由表1显而易见Ca、Ba的脱氧能力远远大于Si、Al， 排序为：Ca>Ba>Al>Si。
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2.2脱氧元素的主要物化性能 脱氧元素的主要物化性能见表2。
•
由表看出，Ca元素物化性 能特点是：沸点低、蒸气压 高、密度小，这是Ca单独加 入钢中容易蒸发导致其有效 利用率低的主要原因，因此 要充分发挥Ca元素的强脱氧 作用．必须将其与其它元素 组成合金的形式，同时要求 这种元素能够弥补. Ca的上 述缺点。Ba元素即具有这方 面的功能，其物化性能特点 是：蒸气压低、密度大，试 验表明，Ba存在时降低Ca蒸 气压的作用非常明显，而且 Ba元素本身也是仅次于Ca的 强脱氧剂。
2.5硅、钡、铝合金中钡的作用 • 钡脱氧能力比铝大两个数量级，钡代 替铝可获得相等的脱氧效果。实践证明， 1%钡代替2%铝是可行的。 • 钡能起到调节夹杂物密度、熔点，改 善钢液对夹杂物粘附性、浸润性及金属 接触表面能而使夹杂物易排除的作用； 钡表面活性强，易呈Ba+，在炼钢温度下 对氧、硫有很强的亲和力而形成氧、硫 化物。实现强的脱硫、脱氧作用。
2）合金中的钡含量
• 目前使用的硅钡铝合金含Ba8％～ • 10％；经首钢、鞍钢、济钢等厂家生产实践一致认为 硅钡铝合金中 Ba应提高到12％～14％。 • 实践表明： • （l）含钡6.0％对夹杂物变性处理不明显； • （2） Ba 10％～13％，BaO量增高，夹杂物变性处理 明显；夹杂物总量降低35％～40％；故硅钡铝合金中 Ba12％～14％较好。 • (3)对于 C 0.1％～ 0.20％钢种，加钡量以 80 g／t最 好，夹杂物变性处理明显、总数最低； • （4）加钡量大于 100 g／t时出现夹杂物总数增高和粒 度增大。
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4.钢水复合精炼剂
• 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。对于提高 钢水质量具有十分重要的作用。
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2.6硅、钙脱氧钙的控制
• 钙在钢中起脱氧、脱硫、改变夹杂物形态的 作用。其加入量对连铸过程水口的畅通影响很 大。 • 加入量不足，析出物是白色，主要成分是 Al2O3,CaO.6Al2O3,CaO.2 Al2O3和MgO. Al2O3。 • 钙的加入量过多，析出物是黑色，主要成分 是CaS。如果钢中硫很少，钙的加入量过多， 虽不会生成CaS，但会使塞棒侵蚀增加。
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• 改质剂特点： • 改质剂主要由脱氧剂、及熔剂组成。 • 脱氧剂：铝、CaC2、SiC2、BaCaSi等复 合合金。 • 熔剂：熔剂用于形成以铝酸钙为主要 成分的碱性和流动性好的钢包渣。主要 成分为，CaO、Al2O3、MgO.其中 MgO7~9%, Al2O3/ CaO=1.2~1.8， SiO2<10%。
• (1)降低溶解氧：它主要决定于冶炼过程。生 产统计表明，终点［O］D决定于：终点[C]、 终点温度、终渣（FeO）、氧耗量。 ； • 转炉采用复吹技术和冶炼终点动态控制技术 可使转炉终点氧[O]上控制在400～600PPm。 • (2)降低夹杂物的[O]：控制脱氧、夹杂物形成 及夹杂物上浮去除——夹杂物工程概念 （InclusionEngineering）。
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• 2）硅灰石渣系 • 该渣系具有很强的吸收Al2O3夹杂的能 力，主要用于对Al2O3脆性夹杂有特别限 制的钢种、及过多Al2O3夹杂易对水口堵 塞的钢种。 • 主要成分为：CaO50%、SiO250% . • 该渣系由于脱硫能力有限，主要用于 对钢包渣改质、吸附Al2O3夹杂。实践表 明，当硅灰石的加入量为2.8Kg/t钢时， SiO2/ Al2O3>2，可以防止水口堵塞。
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硅钡铝合金脱氧机理
• ( 1)在合金加入钢液2 min钢液和夹杂物中 「Si]、 [O]、[AI]含量高，[Ba]是微量，说明 硅、铝优先溶解并脱氧，钡未参与脱氧； • （2）加入 5～10 min，［Si］变化不大，［Ba］ 升高，[O]降低，夹杂物中氧升高，说明钡参 与脱氧反应；而［Al]降低，说明 AI2O3夹杂变 性； • （3）大于 10 min， ［Ba]有所降低，而［Si]、 ［AI]、［O］基本稳定.
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• 3.2钢包二次精炼剂 • 钢包二次精炼剂用于出钢后钢水在钢 包内的二次精炼作用。其主要作用为： 脱硫、脱氧、吸附夹杂。 • 根据使用钢种不同分为两大类： • *铝酸钙渣系 • *硅灰石渣系
23
• • • • • • • • • • • • •
1）铝酸钙渣系 成分及物性控制范围为： （CaO）50~60%、（FeO）<1%、 （Al2O3）16~35%、(MgO) 7~10%、 （SiO2）5~20%。 熔点1360~1400℃、粘度0.5~0.10P.S。 表面张力490~550×10-5 N/cm。 对粘度的控制，视精炼渣所要求的功能而异。 若以脱硫为主，精炼渣不仅硫容量要高，而且 粘度要低，有利于钢渣界面反应。若是以分离 夹杂为主，则粘度要高，避免渣与钢水混合， 以防二次氧化。所以精炼过程中应控制渣前期 粘度低、终渣粘度作为传统的炼钢用脱氧剂，缘于铝 与氧亲和力强及铝、铁之间完全互溶的 特性，这也决定了铝作为炼钢终脱氧剂 必须组成部分的地位在很长时间内较难 改变，但由于铝加入钢中容易形成高熔 点脱氧产物而使钢液流动性变差，会严 重影响钢液的可浇性，从而对连铸生产 的顺行构成威胁，因此炼钢脱氧时铝的 加入量受到了限制。
5
• 1.2钢水夹杂物的去除步骤 • 去除脱氧产物决定于三个过程： • （1）夹杂物形成 • ①脱氧元素的溶解，化学反应能力；②脱氧产物 的形核长大。 • （2）钢水中夹杂物传输到钢／渣界面 • ①夹杂物尺寸，炼钢条件下脱氧生成 1～5 um夹 杂物； • ②夹杂物碰撞聚合，尺寸 5～ 200 um； • ③夹杂物性质：液态或固态； • ④夹杂物上浮：熔池静止或流动。 • （3）渣相吸收 • ①钢／渣界面能； • ②夹杂物溶解于渣相能力； • ③渣相的成分、温度、渣量。 6
14
硅钡铝合金中Si、Al、Ba的含量 • 在实践中调整硅钡铝合金的最优Si、 • Al、Ba的含量，以满足炼钢要求。
15
1)合金中的硅含量 • 硅钡铝合金中的硅含量取决于钢液中 的残硅量和钢种的Si％高低而定；所以， 脱氧合金中的Si％在某种程度上受到限 制，Si控制在25％～30％较好。
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前言
近二十年来国际钢铁界认为最成功的两个生 产流程是：
1 ）从矿石开始的高炉冶炼→铁水预处理→
转炉吹炼→二次精炼→连铸→连轧长流程； 2 ）从废钢为原料的电炉熔炼→二次精炼→ 连铸→连轧短流程。
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•
通过二次精炼，转炉和电炉失去了原有炼钢 功能：
• 转炉仅起到铁水脱碳和提温的作用； • 电炉操作也只有熔化期，主要完成废钢熔化及 钢水提温的要求。
结果：有了二次精炼，使钢的纯净度不断 提高,满足连铸要求;更重要的是容易与连铸-连 轧匹配。
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1.钢水脱氧
• 1.1钢中的氧——钢洁净度的量度
•
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• • •
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炼钢是一个氧化过程,把纯氧吹入铁水熔池，使C、Si、 Mn、P氧化变成不同碳含量的钢液。 当吹炼到终点时，钢水中溶解了过多的氧，称为溶解 氧［O］D或a[o]。出钢时，在钢包内必须进行脱氧合金 化，把［O］D转变成氧化物夹杂，它可用［O］I表示， 所以钢中氧可用总氧T[O]表示： T[O]=［O］D＋［O］I 出钢时：钢水中［O］I →0，T[O] =［O］D； 脱氧后：根据脱氧程度的不同［O］D→0，T[O] = ［O］I 。 因此，可以用钢中总氧T[O]来表示钢的洁净度，也就 是钢中夹杂物水平。钢中T[O]越低，则钢就越“干净”。 为使钢中T[O]较低，必须控制：溶解氧 及夹杂氧. 4
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• 反应机理： • 钙与氧的亲和力大于硫。钙加入后， 先将Al2O3转化为铝酸钙，然后多余 的钙才形成硫化钙。 • 防水口堵塞合适钙的控制为：
• • • • • • [O]总% S% Ca% 0.002 0.01 <0.002 0.004 0.01 0.003 0.002 0.002 0.0035 0.004 0.002 0.0045 中间罐Ca/Al>0.13 （根据硫含量确定）
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•
如：130mmx130mm小方坯生产含铝 0.03%~0.04%，含硫量为0.03~0.05%的钢。 为了防止水口堵塞，喷吹SiCa，使钢中 Ca/Al=0.13，CaO/ Al2O3 =60/40~40/60。
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3炉外精炼用精炼剂
• 炉外精炼用精炼剂包含钢包渣改质剂及钢包 二次精炼剂。 • 3.1钢包渣改质剂 • 由于转炉下渣，导致钢包渣中氧化性高，钢 水总氧量增加，钢水在转运过程中二次氧化， 酸容铝降低等。因此出钢过程在挡渣出钢的基 础上还须对钢包渣脱氧、改质,使钢包渣中 FeO+MnO<5%。
• 1.3夹杂物的排除条件 • 由夹杂物去除机理可知，要保证脱氧产物的有 效去除，控制钢中全氧T[O]在极低水平必须满 足下列条件： • 1）首先须控制夹杂物的形态，使其形成低熔 点的液相脱氧产物，易于聚合长大；复合脱氧产
物有：蔷蔽辉石（2MnO· 2Al2O3· 5SiO2）；锰铝榴石 （3MnO· Al2O3· 3SiO2）；2CaO • Al2O3 • SiO2 ；12CaO • 7Al2O3 ；SiO2.BaO、 Al2O3 • SiO2.BaO
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• 2.4钙、钡脱氧： • 实践表明，含铝的脱氧剂中引入强脱
氧元素Ca可有效地对脱氧产生的高熔点夹 杂物进行变性处理，从而显著改善铝脱氧 钢液的流动性．但由于Ca自身尚存在着如 在钢中溶解度低、比重轻、蒸气压高等弱 点，如何提高其有效利用率成为确定脱氧 剂组成时必须考虑的问题，研究表明，Ba 元素不仅本身是具有比重大、蒸气压低的 强脱氧剂．而且与Ca完全互溶，并随其含 量的增加明显降低Ca的蒸气压．因此研制 和使用含钙的高钡低铝复合脱氧剂代表着 炼钢用脱氧剂的发展方向． 12
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• 研究内容： • 1）研究多种脱氧元素的最佳的配比，以控制 脱氧产物的形态，使其形成低熔点的液相脱氧 产物，易于聚合长大； • 2）研究熔池反应促进元素，以保证熔池内的 搅拌强度，促进钢水中夹杂物传输到钢／渣界 面，但同时也须保证熔池反应的平稳性，防止 反应剧烈导致的喷溅事故； • 3）研究精炼基渣——精炼剂，以保证脱氧产 物及时被熔池内的熔渣吸收，吸收氧化物后的 产物必须是低熔点物质，更有利于上浮排除； • 4）精炼剂必须呈高碱性，尽量减少脱氧产物 对钢包渣碱性的降低影响。
• 2）保证熔池内的搅拌强度，促进钢水中夹杂 物传输到钢／渣界面； • 3）合适的钢包渣成分，以利于夹杂物上浮及 上浮夹杂能及时被熔渣吸收； • 4）钢包渣须有一定的碱度并呈还原性，以防 止对净化钢水带来二次氧化。
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2、脱氧用合金
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钢液脱氧是炼钢过程中必不可少的工艺环节，其中脱氧 剂的选择至关重要。从炼钢用脱氧剂的历史看，最初使用的 纯铝(一般用铝饼，Al含量>95％)，由于比重轻(2.79g／cm3)， 铝饼不易深入钢液内部，从而限制了铝元素的有效利用率。 • 后采用由Si、A1二元素组成的硅铝铁代替铝饼，因此比 重增大(约4．3g／cm3)，使A1元素的有效利用率成倍提高， 炼钢用脱氧剂的消耗亦相应降低。 • 近几年来，随着钢材由卖方到买方市场的转化，迫使企 业更加注重提高钢的内在质量。复合脱氧因具有脱氧能力强， 降低夹杂物熔点，改善夹杂物的形状、尺寸和分布,可明显改 善钢液纯净度等优点、自然而然受到众多研究机构和钢铁企 业的普遍关注，成为近期脱氧剂领域研制和开发的热点，其 中尤以含碱土元素Ba、Ca的复合脱氧剂研究最为活跃.
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2.1脱氧能力分析 表1是脱氧反应热力学数据。 由表1显而易见Ca、Ba的脱氧能力远远大于Si、Al， 排序为：Ca>Ba>Al>Si。
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2.2脱氧元素的主要物化性能 脱氧元素的主要物化性能见表2。
•
由表看出，Ca元素物化性 能特点是：沸点低、蒸气压 高、密度小，这是Ca单独加 入钢中容易蒸发导致其有效 利用率低的主要原因，因此 要充分发挥Ca元素的强脱氧 作用．必须将其与其它元素 组成合金的形式，同时要求 这种元素能够弥补. Ca的上 述缺点。Ba元素即具有这方 面的功能，其物化性能特点 是：蒸气压低、密度大，试 验表明，Ba存在时降低Ca蒸 气压的作用非常明显，而且 Ba元素本身也是仅次于Ca的 强脱氧剂。
2.5硅、钡、铝合金中钡的作用 • 钡脱氧能力比铝大两个数量级，钡代 替铝可获得相等的脱氧效果。实践证明， 1%钡代替2%铝是可行的。 • 钡能起到调节夹杂物密度、熔点，改 善钢液对夹杂物粘附性、浸润性及金属 接触表面能而使夹杂物易排除的作用； 钡表面活性强，易呈Ba+，在炼钢温度下 对氧、硫有很强的亲和力而形成氧、硫 化物。实现强的脱硫、脱氧作用。
2）合金中的钡含量
• 目前使用的硅钡铝合金含Ba8％～ • 10％；经首钢、鞍钢、济钢等厂家生产实践一致认为 硅钡铝合金中 Ba应提高到12％～14％。 • 实践表明： • （l）含钡6.0％对夹杂物变性处理不明显； • （2） Ba 10％～13％，BaO量增高，夹杂物变性处理 明显；夹杂物总量降低35％～40％；故硅钡铝合金中 Ba12％～14％较好。 • (3)对于 C 0.1％～ 0.20％钢种，加钡量以 80 g／t最 好，夹杂物变性处理明显、总数最低； • （4）加钡量大于 100 g／t时出现夹杂物总数增高和粒 度增大。
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4.钢水复合精炼剂
• 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。对于提高 钢水质量具有十分重要的作用。
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2.6硅、钙脱氧钙的控制
• 钙在钢中起脱氧、脱硫、改变夹杂物形态的 作用。其加入量对连铸过程水口的畅通影响很 大。 • 加入量不足，析出物是白色，主要成分是 Al2O3,CaO.6Al2O3,CaO.2 Al2O3和MgO. Al2O3。 • 钙的加入量过多，析出物是黑色，主要成分 是CaS。如果钢中硫很少，钙的加入量过多， 虽不会生成CaS，但会使塞棒侵蚀增加。
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• 改质剂特点： • 改质剂主要由脱氧剂、及熔剂组成。 • 脱氧剂：铝、CaC2、SiC2、BaCaSi等复 合合金。 • 熔剂：熔剂用于形成以铝酸钙为主要 成分的碱性和流动性好的钢包渣。主要 成分为，CaO、Al2O3、MgO.其中 MgO7~9%, Al2O3/ CaO=1.2~1.8， SiO2<10%。
• (1)降低溶解氧：它主要决定于冶炼过程。生 产统计表明，终点［O］D决定于：终点[C]、 终点温度、终渣（FeO）、氧耗量。 ； • 转炉采用复吹技术和冶炼终点动态控制技术 可使转炉终点氧[O]上控制在400～600PPm。 • (2)降低夹杂物的[O]：控制脱氧、夹杂物形成 及夹杂物上浮去除——夹杂物工程概念 （InclusionEngineering）。
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• 2）硅灰石渣系 • 该渣系具有很强的吸收Al2O3夹杂的能 力，主要用于对Al2O3脆性夹杂有特别限 制的钢种、及过多Al2O3夹杂易对水口堵 塞的钢种。 • 主要成分为：CaO50%、SiO250% . • 该渣系由于脱硫能力有限，主要用于 对钢包渣改质、吸附Al2O3夹杂。实践表 明，当硅灰石的加入量为2.8Kg/t钢时， SiO2/ Al2O3>2，可以防止水口堵塞。
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硅钡铝合金脱氧机理
• ( 1)在合金加入钢液2 min钢液和夹杂物中 「Si]、 [O]、[AI]含量高，[Ba]是微量，说明 硅、铝优先溶解并脱氧，钡未参与脱氧； • （2）加入 5～10 min，［Si］变化不大，［Ba］ 升高，[O]降低，夹杂物中氧升高，说明钡参 与脱氧反应；而［Al]降低，说明 AI2O3夹杂变 性； • （3）大于 10 min， ［Ba]有所降低，而［Si]、 ［AI]、［O］基本稳定.
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• 3.2钢包二次精炼剂 • 钢包二次精炼剂用于出钢后钢水在钢 包内的二次精炼作用。其主要作用为： 脱硫、脱氧、吸附夹杂。 • 根据使用钢种不同分为两大类： • *铝酸钙渣系 • *硅灰石渣系
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1）铝酸钙渣系 成分及物性控制范围为： （CaO）50~60%、（FeO）<1%、 （Al2O3）16~35%、(MgO) 7~10%、 （SiO2）5~20%。 熔点1360~1400℃、粘度0.5~0.10P.S。 表面张力490~550×10-5 N/cm。 对粘度的控制，视精炼渣所要求的功能而异。 若以脱硫为主，精炼渣不仅硫容量要高，而且 粘度要低，有利于钢渣界面反应。若是以分离 夹杂为主，则粘度要高，避免渣与钢水混合， 以防二次氧化。所以精炼过程中应控制渣前期 粘度低、终渣粘度作为传统的炼钢用脱氧剂，缘于铝 与氧亲和力强及铝、铁之间完全互溶的 特性，这也决定了铝作为炼钢终脱氧剂 必须组成部分的地位在很长时间内较难 改变，但由于铝加入钢中容易形成高熔 点脱氧产物而使钢液流动性变差，会严 重影响钢液的可浇性，从而对连铸生产 的顺行构成威胁，因此炼钢脱氧时铝的 加入量受到了限制。
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• 1.2钢水夹杂物的去除步骤 • 去除脱氧产物决定于三个过程： • （1）夹杂物形成 • ①脱氧元素的溶解，化学反应能力；②脱氧产物 的形核长大。 • （2）钢水中夹杂物传输到钢／渣界面 • ①夹杂物尺寸，炼钢条件下脱氧生成 1～5 um夹 杂物； • ②夹杂物碰撞聚合，尺寸 5～ 200 um； • ③夹杂物性质：液态或固态； • ④夹杂物上浮：熔池静止或流动。 • （3）渣相吸收 • ①钢／渣界面能； • ②夹杂物溶解于渣相能力； • ③渣相的成分、温度、渣量。 6
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硅钡铝合金中Si、Al、Ba的含量 • 在实践中调整硅钡铝合金的最优Si、 • Al、Ba的含量，以满足炼钢要求。
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1)合金中的硅含量 • 硅钡铝合金中的硅含量取决于钢液中 的残硅量和钢种的Si％高低而定；所以， 脱氧合金中的Si％在某种程度上受到限 制，Si控制在25％～30％较好。
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