冶金輔料專業(yè)知識(shí)_圖文

1、鐵水噴吹顆粒鎂脫硫時(shí)的注意事項(xiàng)金屬鎂活性很高，熔點(diǎn)只有651，鎂粉屬于易燃易爆粉塵。高溫表面沉積粉塵厚5mm時(shí)的引燃溫度為340，云狀粉塵的引燃溫度為470，空氣中鎂粉濃度達(dá)到(標(biāo)態(tài)50mg/m3就會(huì)引發(fā)爆炸；熔態(tài)鎂遇水會(huì)發(fā)生爆炸，潮濕的鎂會(huì)發(fā)生自燃反應(yīng)，覆鹽鈍化鎂與水反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫氣，遇火源也產(chǎn)生爆炸。在400以上的溫度時(shí)，鎂粉與氮產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，并且在氮?dú)庵欣^續(xù)燃燒。 使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)如下： (1脫硫用鎂粒須表面鈍化處理后才能安全的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用。 (2在鎂區(qū)域工作時(shí)，嚴(yán)禁使用明火或吸煙。除鐵水脫硫外，不得有高于400的物體與鎂接觸。(3嚴(yán)禁顆粒鎂受潮沾濕。&

2、#160;(4鎂工作區(qū)保持清潔，不得產(chǎn)生鎂浮塵。 (5鎂輸送管道、閥門、料倉(cāng)應(yīng)有接地裝置，防止靜電。 (6鎂著火應(yīng)采用干碾磨氯化物熔劑、干鎂砂粉、石棉氈滅火。氧化鐵皮的利用軋鋼廠在軋制過(guò)程中軋件表面所產(chǎn)生的氧化鐵皮，含鐵量很高。我國(guó)鋼鐵行業(yè)每年要廢棄大量的氧化鐵皮，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些氧化鐵皮的綜合利用無(wú)疑是一個(gè)很有意義的節(jié)能降耗工作。根據(jù)目前的研究，可以在以下幾個(gè)方面開展對(duì)氧化鐵皮的綜合利用。（1）用于生產(chǎn)海綿鐵或制取還原鐵粉。海綿鐵可用作煉鋼用廢鋼短缺的一種補(bǔ)充，隨著電爐產(chǎn)鋼量的不斷上升，海綿鐵越來(lái)越顯得重要。用礦粉生產(chǎn)海綿鐵由于設(shè)備投資大及工藝復(fù)雜，目前在我國(guó)仍難以取得迅速發(fā)展

3、。采用恰當(dāng)?shù)墓に嚵鞒?，可以用煤粉還原氧化鐵皮，生產(chǎn)出w(Fe高，含雜質(zhì)量低且成分穩(wěn)定的海綿鐵，比用礦石生產(chǎn)的海綿鐵（常含脈石雜質(zhì)）更適合作優(yōu)質(zhì)廢鋼使用。氧化鐵皮也可用來(lái)制取還原鐵粉。氧化鐵皮制造還原鐵粉的生產(chǎn)過(guò)程大體上分為粗還原與精還原。經(jīng)粗還原過(guò)程將氧化鐵皮在約1100下還原到w(Fe>95%，w(C<0.5%的海綿鐵；隨后將所得的的海綿鐵塊粉碎，在8001000的溫度下于氨分解氣氛或純氫中，進(jìn)行精還原。最后，進(jìn)行粉碎、篩分、調(diào)整粒度，制成鐵粉。氧化鐵皮可用來(lái)生產(chǎn)作為粉末冶金原料用的還原鐵粉。氧化鐵皮被還原成含w(Fe98%以上的海綿鐵，經(jīng)清渣、破碎、篩分磁選后，進(jìn)行精還原，生產(chǎn)

4、出合格的還原鐵粉。然后進(jìn)入球磨機(jī)細(xì)磨，經(jīng)分級(jí)篩得到不同粒度的高純度鐵粉。粒度較細(xì)的鐵粉用于制作設(shè)備的關(guān)鍵部件，只需壓模，即可一次成型，獲得強(qiáng)度高、耐磨、耐腐的部件，可用于國(guó)防工業(yè)、航空制造、交通運(yùn)輸、石油勘探等重要行業(yè)。粒度較粗的鐵粉可用于生產(chǎn)電焊條。（2）用作燒結(jié)輔助含鐵原料或煉鋼助熔化渣劑。氧化鐵皮中FeO含量最高達(dá)50%以上，是較好的燒結(jié)生產(chǎn)輔助含鐵原料，理論計(jì)算結(jié)果表明，1kgFeO氧化成Fe2O3可放熱1973焦耳。燒結(jié)混合料中配加氧化鐵皮后，由于溫度高，燒結(jié)過(guò)程充分，因此燒結(jié)生產(chǎn)率提高，固體燃料消耗下降。生產(chǎn)實(shí)踐表明，8%的氧化鐵皮即可增產(chǎn)2%左右。寶鋼利用氧化鐵皮作為輔助材料，在

5、混勻礦中配加氧化鐵皮，一方面，由于氧化鐵皮相對(duì)粒度較大從而改善了燒結(jié)料層的透氣性；另一方面，氧化鐵皮在燒結(jié)過(guò)程中放熱從而降低了固體燃料消耗。另外。利用氧化鐵皮可作為助熔劑，用于礦石助熔，應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼。氧化鐵皮用作助熔化渣劑是一種高效率的冶煉助熔材料，能夠提高煉鋼效率，降低焦、煤的消耗，延長(zhǎng)轉(zhuǎn)爐爐體的使用壽命。（3）替代鋼屑冶煉硅鐵合金或替代廢鋼用于電爐煉鋼。鋼屑是冶煉硅鐵合金的重要原材料，我國(guó)每年用于冶煉鐵合金的鋼屑量在200萬(wàn)噸左右，而鋼鐵行業(yè)每年廢棄的氧化鐵皮約1000萬(wàn)噸?，F(xiàn)已開發(fā)出用氧化鐵皮替代鋼屑冶煉硅鐵合金的新工藝，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。電爐煉鋼需要廢鋼作原料，對(duì)廢鋼鐵料的要求

6、較嚴(yán)，但這種廢鋼鐵數(shù)量少，價(jià)格高，供應(yīng)不足。以價(jià)格低廉且來(lái)源廣泛的氧化鐵皮、渣鋼等廢料作為主要原料，取代量少價(jià)高的廢鋼，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。五因素成就增碳劑完美效果眾所周知，增碳劑在鑄造時(shí)使用，可大幅度增加廢鋼用量，減少生鐵用量或不用生鐵?？赡阒滥男┮蛩乜梢杂绊懺鎏紕┑脑鎏夹Ч?？注意些什么才能使其增碳效果達(dá)到最佳?，F(xiàn)將因素總結(jié)如下。因素一：增碳劑粒度使用增碳劑的增碳過(guò)程包括溶解擴(kuò)散過(guò)程和氧化損耗過(guò)程。增碳劑的粒度大小不同，溶解擴(kuò)散速度和氧化損耗速度也就不同，而增碳劑吸收率的高低就取決于增碳劑溶解擴(kuò)散速度和氧化損耗速度的綜合作用：在一般情況下，增碳劑顆粒小，溶解速度快，損耗速度大；增碳劑顆粒大

7、，溶解速度慢，損耗速度小。增碳劑粒度大小的選擇與爐膛直徑和容量有關(guān)， 般情況下，爐膛的直徑和容量大，增碳劑的粒度要大一些；反之，增碳劑的粒度要小一些。因素二：增碳劑加入量在一定的溫度和化學(xué)成分相同的條件下，鐵液中碳的飽和濃度一定。鑄鐵中碳的溶解極限為(61：C=13+00257丁一031Si一033P一045S+0028Mn(丁為鐵液溫度。在一定飽和度下，增碳劑加入量越多，溶解擴(kuò)散所需時(shí)間就越長(zhǎng)，相應(yīng)損耗量就越大，吸收率就會(huì)降低。因素三：飽和濃度一定，溫度對(duì)增碳劑吸收率的影響從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的觀點(diǎn)分析，鐵液的氧化性與csiO系的平衡溫度有關(guān)，即鐵液中的O與c、Si會(huì)發(fā)生反應(yīng)。而平衡溫度隨目標(biāo)C

8、、si含量不鐵液在平衡溫度以上時(shí)，優(yōu)先發(fā)生碳的氧化，C和O生成CO和CO。這樣， 鐵液中的碳氧化損耗增加。因此，在平衡溫度以上時(shí)，增碳劑吸收率降低。當(dāng)增碳溫度在平衡溫度以下時(shí)，由于溫度較低，碳的飽和溶解度降低， 同時(shí)碳的溶解擴(kuò)散速度下降，因而收得率也較低。兇此，增碳溫度在平衡溫度時(shí)，增碳劑吸收率最高。因素四：鐵液攪拌對(duì)增碳增碳劑劑吸收率的影響攪拌有利于碳的溶解和擴(kuò)散， 減少增碳劑浮在表面被燒損。在增碳劑未完全溶解前， 攪拌時(shí)間長(zhǎng)， 吸收率高。攪拌還可以減少增碳保溫時(shí)間， 使生產(chǎn)周期縮短，避免鐵液巾合金元素?zé)龘p。但攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅對(duì)爐子的使用壽命有很大影響，而且在增碳劑溶解后，攪拌會(huì)加劇鐵液中

9、碳的損耗。因此， 適宜的鐵液攪拌時(shí)間應(yīng)以保證增碳劑完全溶解為適宜。因素五：鐵液化學(xué)成分對(duì)增碳劑吸收率的影響試驗(yàn)表明：當(dāng)鐵液中初始碳含量高時(shí)，在一定的溶解極限下，增碳劑的吸收速度慢，吸收量少，燒損相對(duì)較多，增碳劑吸收率低。當(dāng)鐵液初始碳含量較低時(shí)，情況相反。另外，鐵液中硅和硫阻礙碳的吸收，降低增碳劑的吸收率。而錳元素有助于碳的吸收，提高增碳劑吸收率。就影響程度而言，硅最大，錳次之，碳、硫影響較小。因此，存實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)先增錳，再增碳，后增硅。鈉基膨潤(rùn)土用途鈉基膨潤(rùn)土用途：  在機(jī)械鑄造業(yè)中，可作鑄造型砂、粘結(jié)劑，可以克服鑄件的“夾砂”“起皮”現(xiàn)象，降低鑄造件廢品率，保證鑄件

10、的精度和光潔度。  在造紙工業(yè)中，用作紙張的填充劑，增強(qiáng)紙張的光亮度。  利用本產(chǎn)品的強(qiáng)粘結(jié)性能，用于白乳膠、地板膠、漿糊等的制作。  因其有穩(wěn)定的懸浮性、增稠性，能有效地托浮分散粉體，可作水性涂料的增稠防沉淀助劑。 同時(shí)利用它的優(yōu)良的分散性和膨脹性，高造漿率、低失水量及膠體性能和剪切稀釋能力，可以用作鉆井泥漿用鈉土。 精密鑄造性能：項(xiàng)目指標(biāo)級(jí)別熱濕拉強(qiáng)(Mpa濕壓強(qiáng)度(Mpa膠體率(膨脹倍數(shù)200目過(guò)篩(含水量(造漿率一級(jí)2.50.4910025-30951016二級(jí)2-2.50.4910018-25901212

11、-15乳膠、涂料性能指標(biāo)：項(xiàng)目白度(粘度PS膠質(zhì)價(jià) ml/15g土PH值水份(膨脹容ml/g土粒度（目）指標(biāo)752.8908-10.51020300-325白云石或菱鎂礦在轉(zhuǎn)爐中的作用及要求(1白云石是調(diào)渣劑，有生白云石與輕燒白云石之分。 生白云石的主要成分為CaC03·MgCO3。經(jīng)焙燒可成為輕燒白云石，其主要成分為CaO和MgO。根據(jù)濺渣護(hù)爐技術(shù)的需要，加入適量的生白云石或輕燒白云石保持渣中的MgO含量達(dá)到飽和或過(guò)飽和，以減輕初期酸性渣對(duì)爐襯的蝕損，使終渣能夠做黏，出鋼后達(dá)到濺渣的要求。對(duì)生白云石的要求是wMgO>20%，wCaO29%，wSiO22.0%，燒減4

12、7%，塊度為5-30mm。 由于生白云石在爐內(nèi)分解吸熱，所以用輕燒白云石效果最為理想。對(duì)輕燒白云石的要求是wMgO35%，wCaO50%，wSi023.0%，燒減10%，塊度為5-40mm。 (2菱鎂礦也是調(diào)渣劑，菱鎂礦是天然礦物，主要成分是MgCO3，焙燒后用做耐火材料。對(duì)菱鎂礦的要求是wMgO45%，wCa0<1.5%，wSiO21.5%，燒減50%，塊度為5-30mm。 (3MgO-C壓塊是吹煉終點(diǎn)碳低或冶煉低碳鋼濺渣時(shí)的調(diào)渣劑，由輕燒菱鎂礦和碳粉制成壓塊，一般wMgO=50%-60%，wC=15%-20%，塊度為10-30。人造石墨增碳劑和別的增碳劑

13、有什么區(qū)別增碳劑可以用作鑄鐵增碳劑的材料很多，常用的有人造石墨、煅燒石油焦、天然石墨、焦炭、無(wú)煙煤以及用這類材料配成的混合料。1人造石墨上述各種增碳劑中，品質(zhì)最好的是人造石墨。制造人造石墨的主要原料是粉狀的優(yōu)質(zhì)煅燒石油焦，在其中加瀝青作為粘結(jié)劑，再加入少量其他輔料。各種原材料配合好以后，將其壓制成形，然后在25003000、非氧化性氣氛中處理，使之石墨化。經(jīng)高溫處理后，灰分、硫、氣體含量都大幅度減少。由于人造石墨制品的價(jià)格昂貴，鑄造廠常用的人造石墨增碳劑大都是制造石墨電極時(shí)的切屑、廢舊電極和石墨塊等循環(huán)利用的材料，以降低生產(chǎn)成本。熔煉球墨鑄鐵時(shí)，為使鑄鐵的冶金質(zhì)量上乘，增碳劑宜首選人造石墨，為

14、此，最好向附近用電弧爐煉鋼的企業(yè)或電解鋁生產(chǎn)企業(yè)購(gòu)買廢電極，自行破碎到要求的粒度。2石油焦石油焦是目前廣泛應(yīng)用的增碳劑。石油焦是精煉原油得到的副產(chǎn)品，原油經(jīng)常壓蒸餾或減壓蒸餾得到的渣油及石油瀝青，都可以作為制造石油焦的原料，再經(jīng)焦化后就得到生石油焦。生石油焦的產(chǎn)量大約不到所用原油量的5%。美國(guó)生石油焦的年產(chǎn)量約3000萬(wàn)t。生石油焦中的雜質(zhì)含量高，不能直接用作增碳劑，必須先經(jīng)過(guò)煅燒處理。生石油焦有海綿狀、針狀、粒狀和流態(tài)等品種。海綿狀石油焦是用延遲焦化法制得的，由于其中硫和金屬含量較高，通常用作鍛燒時(shí)的燃料，也可作為煅燒石油焦的的原料。經(jīng)鍛燒的海綿焦，主要用于制鋁業(yè)和用作增碳劑。針狀石油焦，是

15、用芳香烴的含量高、雜質(zhì)含量低的原料，由延遲焦化法制得的。這種焦炭具有易于破裂的針狀結(jié)構(gòu)，有時(shí)稱之為石墨焦，煅燒后主要用于制造石墨電極。粒狀石油焦呈硬質(zhì)顆粒狀，是用硫和瀝青烯含量高的原料，用延遲焦化法制得的，主要用作燃料。流態(tài)石油焦，是在流態(tài)床內(nèi)用連續(xù)焦化法制得的，呈細(xì)小顆粒狀，結(jié)構(gòu)無(wú)方向性，硫含量高、揮發(fā)分低。石油焦的煅燒，是為了除去硫、水分、和揮發(fā)分。將生石油焦于12001350煅燒，可以使其成為基本上純凈的碳。煅燒石油焦的最大用戶是制鋁業(yè)，70%用以制造使鋁礬土還原的陽(yáng)極。美國(guó)生產(chǎn)的煅燒石油焦，用于鑄鐵增碳劑的約占6%。各種石油焦制品的大致成分列于表1，供參考。表1各種石油焦制品的大致成分

16、（%）  品種固定碳硫灰分揮發(fā)分水分生石油焦85891602051014810煅燒石油焦985002350205030505合成炭制品99001003010505低硫合成碳制品999001003001003023天然石墨天然石墨可分為鱗片石墨和微晶石墨兩類。微晶石墨灰分含量高，一般不用作鑄鐵的增碳劑。鱗片石墨有很多品種：高碳鱗片石墨需用化學(xué)方法萃取，或加熱到高溫使其中的氧化物分解、揮發(fā)，這種鱗片石墨產(chǎn)量不多、價(jià)格高，一般也不作增碳劑；低碳鱗片石墨中的灰分含量高，不宜用作增碳劑；用作增碳劑的主要是中碳石墨，但用量也不多。天然石墨的大致成分見(jiàn)表2。表2 天然石墨的大致成分（%）品種固定碳

17、硫灰分揮發(fā)分水分鱗片石墨85890107859551512微晶石墨60850102204012054焦炭和無(wú)煙煤電弧爐煉鋼過(guò)程中，可以在裝料時(shí)配加焦炭或無(wú)煙煤作為增碳劑。由于其灰分和揮發(fā)分含量較高，感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵很少用作增碳劑。關(guān)于鑄鐵行業(yè)常用的幾種增碳劑的成分和堆密度，表3列出了一些典型的測(cè)定數(shù)據(jù)，供參考。表3 常用增碳劑的成分和堆密度(典型的測(cè)定數(shù)據(jù)，供參考增碳劑碳含量（%）灰分（%）水分（%）揮發(fā)分（%）硫（%）氮（%）氫（%）堆密度的概略值（g/cm3）人造石墨99.20.40.200.100.050.0050.84鱗片石墨85.313.20.060.440.350.060煅燒石油焦

18、(中硫96.50.40.400.301.500.6000.150.77煅燒石油焦(低硫98.30.40.100.200.300.0800.040.800干燥焦炭87.79.00.301.001.001.0000.64無(wú)煙煤90.02.52.003.50.250.6001.100.64瀝青焦97.00.50.500.50.40.7000.200.55不同鋼種對(duì)保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)要求不同成分的鋼種，其鋼水特性及其凝固特點(diǎn)有別，從而決定了對(duì)保護(hù)渣性能方面的要求。 低碳鋼  首先鋼中w(C<0.08%或0.06%。這類鋼高溫機(jī)械性能好，凝固過(guò)程中不存在嚴(yán)重的相變體積變化

19、，內(nèi)應(yīng)力及裂紋敏感性小，故通常以較高拉坯速度進(jìn)行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)率?；诘吞间摫旧淼哪烫攸c(diǎn)和質(zhì)量要求，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮渣的潤(rùn)滑及消耗。較高拉速要求盡量增大結(jié)晶器熱流，加速鋼水凝固，防止粘結(jié)漏鋼，這要求保護(hù)渣結(jié)晶溫度低、凝固溫度適中，以確保低碳鋼結(jié)晶器保護(hù)渣在950以上處于非晶體狀態(tài)，使發(fā)生粘結(jié)漏鋼的可能性最小。在高速澆注時(shí)，為使足夠的液態(tài)保護(hù)渣能流人鑄流和結(jié)晶器內(nèi)表面之問(wèn)的區(qū)域，確保良好的潤(rùn)滑和足夠的消耗，通常保護(hù)渣粘度選擇較低的范圍。另外，此類鋼種初生鐵素體坯殼中P、S偏析小，初生坯殼強(qiáng)度高，鑄坯振痕較深，故應(yīng)使用保溫性能較好的保護(hù)渣，提高彎月面初生坯殼溫度，有利于減輕振痕過(guò)深帶來(lái)的危害。因

20、此，連鑄低碳鋼滿足以上各要求，就要通過(guò)設(shè)計(jì)具有一定的傳熱性能、良好的保溫性能、良好的非金屬吸收、良好的潤(rùn)滑和性能穩(wěn)定的保護(hù)渣來(lái)獲得。  中碳鋼   中碳鋼鋼水凝固過(guò)程中發(fā)生8相變，體積強(qiáng)烈收縮，此鋼種裂紋敏感性大，容易產(chǎn)生表面裂紋，特別是高拉速時(shí)。避免縱橫向裂紋是首要考慮的問(wèn)題，為此，中碳鋼用保護(hù)渣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在控制從鑄坯傳往結(jié)晶器的熱流上，限制結(jié)晶器熱通量，希望保護(hù)渣具有較大熱阻。因此，應(yīng)選用凝固溫度高、結(jié)晶溫度也高的保護(hù)渣，利用結(jié)晶質(zhì)膜中的“氣隙”，使保護(hù)渣傳熱速度減緩，有助于減小鑄坯在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。  高碳

21、鋼  此鋼種的特點(diǎn)是熱強(qiáng)度差；澆鑄溫度和澆鑄速度較低；同時(shí)容易產(chǎn)生粘結(jié)漏鋼。高碳鋼容易粘結(jié)，這與初始生成的坯殼凝固收縮小有關(guān)。故高碳鋼保護(hù)渣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在保證潤(rùn)滑上。為此，設(shè)  計(jì)該保護(hù)渣的粘度和凝固溫度要低些，渣膜玻璃化傾向要大些，以保證良好的潤(rùn)滑性能，但也要考慮高硫鋼熱強(qiáng)度差的特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)節(jié)保護(hù)渣的熱阻。另外，由于高碳鋼液相線溫度低，澆鑄溫度較其它鋼種要低，保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)也要考慮此溫度的影響，為了防止鋼水凍結(jié)，高碳鋼要使用隔熱性能好的保護(hù)渣，體積密度要低，碳的加入量可稍高些甚至可達(dá)20%左右。  特殊鋼  特殊鋼鋼水成

22、分相差較大，這種類型的保護(hù)渣配方較為復(fù)雜，往往根據(jù)鋼的用途及易出現(xiàn)缺陷的狀況而特殊配制，例如不銹鋼，硅鋼及含Nb、V、Ti及稀土的鋼種等。  爐外精煉用粉劑爐外精煉用粉劑(seconciary refining Rowders是爐外精煉，特別是噴射冶金和鋼包噴粉法所用的主要材料之一。精煉用粉劑有金屬型粉劑：CaSi，Mg，B，Al，CaC2，CaCN，CaCl2，CaSiBa，CaSiBaAl，CaSiMn，SiZr，稀土金屬(RE等；非金屬型粉劑：CaO，S，CaO-CaF2，CaO-A12O3，CaO-CaF2-A12O3等；混合型粉劑(金屬型與非金屬型混合：CaO-CaF2-C

23、aSi，Ca-Mg，CaO-Al、CaO-CaC2，CaO-CaF2-CaC2，CaO-CaF2-CaSiBa等。精煉粉劑可以制成直接以噴粉形式加入鋼液，也可用鐵皮包覆做成芯線以喂線形式加入。精煉劑直接加入鋼水內(nèi)部，能防止氧化，反應(yīng)面積大，反應(yīng)速度快，反應(yīng)路徑長(zhǎng)，可以充分發(fā)揮作用，獲得較高的收得率。若同時(shí)采用氣體攪拌，更能為反應(yīng)生成物的聚合和上浮創(chuàng)造有利條件。Ca-Si粉劑、稀土芯線、石灰基粉劑、預(yù)熔型合成渣粉劑以及白渣基粉劑是最常用的幾種。Ca-Si粉劑   它的化學(xué)成分為Ca2935，Si5762，(Ca+Si8590；Al1520，C035060，S002004，P0

24、025004。使用粒度為00510mm，(平均粒度為0304mm體積密度為1314gcm3，真密度為1525gcm3，流動(dòng)性為457s50g。CaSi粉通過(guò)噴粉或喂線加入鋼水中，在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生的Ca與鋼水中溶解的硫和氧進(jìn)行反應(yīng)。由于Ca與硫和氧有很大的親和力：aSaCa=17×10-7；磷的脫除率與工藝條件、鋼水性質(zhì)、頂渣情況及材料用量有關(guān)，一般可達(dá)5080。鋼包噴吹CaSi粉后，由于載氣的作用，鋼水與粉劑激烈攪動(dòng)混合，溶于鋼中的鈣與氧反應(yīng)生成CaO，并與鋼中Al2O3反應(yīng)生成低熔點(diǎn)鋁酸鹽夾雜。這種低熔點(diǎn)夾雜物容易聚合而上浮到渣中，從而提高鋼的清潔度。當(dāng)鋼中CaAl>

25、;014時(shí)可形成鋁酸鹽夾雜物，并可改善鋼水的流動(dòng)性。當(dāng)鋼中CaS>03時(shí)，可使鋼中部分條狀MnS夾雜轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐蜟aS或(CaMnS夾雜，當(dāng)CaS>125時(shí)鋼中MnS夾雜完全變?yōu)榍蛐蔚腃aS夾雜。噴吹CaSi粉顯著地降低硫化物夾雜和氧化物夾雜，特別是MnS和Al2O3夾雜，并使鋼中夾雜由條帶狀和點(diǎn)串狀變?yōu)閺浬⒓?xì)球狀顆粒分布于鋼的基體中，其主要類型是CaS-AlO-O-型夾雜，內(nèi)部相為鋁酸鹽，外部相為CaS。此類夾雜物加工時(shí)，不易變形。(見(jiàn)鈣處理技術(shù)經(jīng)噴吹CaSi粉精煉后，鋼的塑性、韌性、熱脆性均得到改善，其中低溫沖擊韌性的改善尤為突出，鋼的橫向、Z向性能也得以顯著改善，減小了鋼材各向

26、異性。CaSi粉價(jià)格高且會(huì)使鋼增硅值得注意。稀土芯線   稀土合金用鐵皮包覆做成的芯線，用喂線機(jī)加入鋼水中。實(shí)際上任何粉劑均可做成芯線。喂線設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，占地面積小，易于操作，喂線較噴粉收得率高且穩(wěn)定，無(wú)煙塵污染，不產(chǎn)生噴濺和二次氧化，但脫硫效果不如噴粉。芯線斷面為矩形，也可做成圓形；尺寸可以有較大的變化。喂線速度為0150mmin，有單線和雙線喂入方法。稀土合金的物化性能指標(biāo)與芯線參數(shù)成分  粒度  粉重鐵皮重粉鐵比鐵皮厚  芯線斷面    RE  

27、;  Si    Ca    Mn    Tig·m-1g·m-1  mm(長(zhǎng)×寬mm    2045    3691    <8    <6    <6  3 

28、 3096  2242  249  03    12×7稀土元素沸點(diǎn)高，不易蒸發(fā)，便于利用，密度大，便于加入、稀土元素與鐵可完全互溶，與鋼中有害元素Pb、Sn、Bi、As、P等生成穩(wěn)定高熔點(diǎn)化合物，從而改善鋼的熱加工性能。同時(shí)，稀土元素與氧和硫有較大的親和力，生成穩(wěn)定的高熔點(diǎn)化合物RE2O3，RE2O2S和RES等。脫硫率2025，脫氧率2530，RE回收率5060。加入稀土后，鋼中穩(wěn)定夾雜物總量及Al2O3、SiO2、MnO等均降低，主要生成RE2O2S夾雜物。當(dāng)鋼中硫含量

29、00150025時(shí)，應(yīng)控制鋼中稀土合金與硫含量的比例(RES，以RES=1825為宜。此時(shí)，條狀MnS夾雜消失，夾雜物呈球狀，彌散分布，顆粒尺寸很小，軋制時(shí)不易變形，鋼材的冷彎和低溫沖擊性能得到顯著提高。但加入過(guò)量RE，則會(huì)產(chǎn)生夾雜物聚集，使鋼的性能降低。石灰基粉劑   噴吹石灰基粉劑價(jià)格便宜，不影響鋼的化學(xué)成分，使用安全，并可獲得CaSi相近的效果。石灰基粉劑的化學(xué)成分為CaO9094，SiO21525，MgO0510，Al2O30515，F(xiàn)eO014021，P<002，S<0005，H2O<05，灼減<05。石灰基粉劑的使用粒度00510mm，(

30、平均粒徑0305mm體積密度080087gcm3，反應(yīng)活性280400HClmL，流動(dòng)性410s50g。采用低熔點(diǎn)物質(zhì)鈍化的石灰粉劑，其流動(dòng)性得到顯著的改善，同時(shí)不僅可保證石灰的活性，還防止吸潮。石灰基粉劑經(jīng)常配加熔劑(如CaF2一般含量為35和還原劑(CaSi或Al粉13使用。噴吹石灰基粉劑的主要作用是脫硫和脫氧。熱力學(xué)計(jì)算表明，向Si、Al脫氧的鋼水中，噴入CaO基粉劑，鋼水中Si、Al的脫氧能力會(huì)因CaO存在而提高。根據(jù)脫氧反應(yīng)的一般式：mE+nO=(EmOn式中E為脫氧元素；EmOn為脫氧產(chǎn)物；aEmOn為脫氧產(chǎn)物的活度；其他條件不變，降低脫氧產(chǎn)物的活度，就能減少鋼中與脫氧劑相平衡的氧

31、，因而提高脫氧劑的脫氧能力。同時(shí)因鋼水中Si和Al的存在，而能有效的脫硫。CaO的脫氧反應(yīng)方程： 脫除非金屬夾雜物是CaO基粉劑的另一重要作用。當(dāng)CaO基粉劑噴入Al脫氧的鋼水后：按下列反應(yīng)與一次脫氧產(chǎn)物結(jié)合： 同樣也還產(chǎn)生得到3CaOAl2O3和CaOAl2O3的反應(yīng)但以12CaO7Al2O3自由能負(fù)值最大，熔點(diǎn)最低，即形成12CaO7Al2O3可能性最大。在鋼水溫度下，脫氧產(chǎn)物聚合而排除，得到清潔的鋼。石灰基粉劑中配加一定數(shù)量熔劑CaF2和還原劑CaSi或Al粉，會(huì)軟化CaS表層，提高石灰脫硫和脫氧能力。預(yù)熔型合成渣粉劑   將精煉用材粉按預(yù)定成分混

32、合后，在碳襯電爐中熔化，然后制成的粉劑。合成渣主要有3種，其成分分別為CaO70，CaF30；CaO5355，Al2O34345和CaO4856，Al2O31218，SiO21520。這種粉劑具有良好的反應(yīng)性，較好脫硫、脫氧和脫夾雜效果，流動(dòng)性好而不易吸潮。但制作工藝復(fù)雜、價(jià)格貴，使用推廣受到限制。白渣基粉劑用電爐廢白渣為基本原料，經(jīng)過(guò)混合(加鹵水、制粒、干燥、合成等工序制成，其使用粒度為0110mm，(平均粒徑為0381mm流動(dòng)性小于15s50g，白渣中的硫經(jīng)干燥過(guò)程脫出，其反應(yīng)為CaS+MgCl2+H2O=H2S+CaCl2+MgO。粉劑中硫含量很低，白渣堿度很高，再加入熔劑和還原劑、具有

33、很強(qiáng)的脫硫(5080、脫氧(6080和脫夾雜(7080能力。夾雜物變少、變小而分散，使鋼的性能得以改善。粉劑中配加的鹵化物在鋼水中分解，有脫氫作用，其反應(yīng)為2H+Cl2=2HCl粉劑中配加的還原劑，具有脫氮功能：2N+3(TiO2+4(Al=3(TiN+2(Al2O3N+Al=(AN擋渣球法簡(jiǎn)介該方法是1970年日本新日鐵公司發(fā)明的，其原理是利用擋渣球密度介于鋼、渣之間(一般為4.24.5g/cm3，在出鋼將結(jié)束時(shí)堵住出鋼口以阻斷渣流人鋼包內(nèi)。擋渣球的形狀為球形，其中心一般用鑄鐵塊、生鐵屑?jí)汉蠅K、小廢鋼坯等材料做骨架，外部包砌耐火泥料，可采用高鋁質(zhì)耐火混泥土、耐火磚粉為摻和料的高鋁礬土耐火混凝

34、土或鎂質(zhì)耐火泥料。只要滿足擋渣的工藝要求，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。 考慮到出鋼口受侵蝕變大的問(wèn)題，擋渣球直徑應(yīng)比出鋼口直徑稍大，以起到擋渣作用。擋渣球一般在出鋼量達(dá)到1/22/3時(shí)投入，擋渣命中率高。但由于擋渣球通常是以隨波逐流的方式到達(dá)出鋼口，然而由于鋼渣黏性大，擋渣球有時(shí)不能順利到達(dá)出鋼口，或者不能有效地在鋼水將流盡時(shí)堵住出鋼口。另外，又由于圓形擋渣球完全落到出鋼口上，出鋼口過(guò)早封堵的幾率顯著增加，降低了鋼水收得率，故擋渣球法的可靠性難以令人滿意。但由于擋渣球法操作簡(jiǎn)單，因此，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)鋼廠仍都采用擋渣球擋渣。鋼種與連鑄保護(hù)渣關(guān)系探討連鑄保護(hù)渣技術(shù)，作為連鑄生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一

35、，對(duì)連鑄生產(chǎn)的順行和鑄坯質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響，尤其是鑄坯表面缺陷，基本上都是在結(jié)晶器內(nèi)形成的，與保護(hù)渣有直接關(guān)系。近幾年來(lái)，該技術(shù)在實(shí)踐中，如空心顆粒渣等的開發(fā)和廣泛使用，對(duì)鑄坯質(zhì)量的改善、連鑄生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定起了很大促進(jìn)作用。同時(shí)渣的基礎(chǔ)性能如潤(rùn)滑和傳熱特性的研究也一直受到人們的重視。  一、不同鋼種對(duì)保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)要求 不同成分的鋼種.其鋼水特性及其凝固特點(diǎn)有別，從而決定了對(duì)保護(hù)渣性能方面的要求。 1、 低碳鋼  首先鋼中w(C0.08%或0.06%。這類鋼高溫機(jī)械性能好，凝固過(guò)程中不存在嚴(yán)重的相變體積變化，內(nèi)應(yīng)力及裂紋

36、敏感性小，故通常以較高拉坯速度進(jìn)行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)率?；诘吞间摫旧淼哪烫攸c(diǎn)和質(zhì)量要求，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮渣的潤(rùn)滑及消耗。較高拉速要求盡量增大結(jié)晶器熱流，加速鋼水凝固，防止粘結(jié)漏鋼，這要求保護(hù)渣結(jié)晶溫度低、凝固溫度適中，以確保低碳鋼結(jié)晶器保護(hù)渣在950以上處于非晶體狀態(tài)，使發(fā)生粘結(jié)漏鋼的可能性最小。在高速澆注時(shí)，為使足夠的液態(tài)保護(hù)渣能流入鑄流和結(jié)晶器內(nèi)表面之間的區(qū)域，確保良好的潤(rùn)滑和足夠的消耗，通常保護(hù)渣粘度選擇較低的范圍。另外，此類鋼種初生鐵素體坯殼中P、S偏析小，初生坯殼強(qiáng)度高，鑄坯振痕較深，故應(yīng)使用保溫性能較好的保護(hù)渣，提高彎月面初生坯殼溫度，有利于減輕振痕過(guò)深帶來(lái)的危去。因此，連鑄低碳鋼

37、滿足以上各要求，就要通過(guò)設(shè)計(jì)具有一定的傳熱性能、良好的保溫性能、良好的非金屬吸收、良好的潤(rùn)滑和性能穩(wěn)定的保護(hù)渣來(lái)獲得。 2、 中碳鋼  中碳鋼鋼水凝固過(guò)程中發(fā)生己相變，體積強(qiáng)烈收縮，此鋼種裂紋敏感性大，容易產(chǎn)生表面裂紋，特別是高拉速時(shí)。避免縱橫向裂紋是首要考慮的問(wèn)題，為此，中碳鋼用保護(hù)渣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在控制從鑄坯傳往結(jié)晶器的熱流上，限制結(jié)晶器熱通量，希望保護(hù)渣具有較大熱阻。因此，應(yīng)選用凝固溫度高、結(jié)晶溫度也高的保護(hù)渣，利用結(jié)晶質(zhì)膜中的“氣隙”，使保護(hù)渣傳熱速度減緩，有助于減小鑄坯在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。 3、 高碳鋼此鋼種的特點(diǎn)是熱

38、強(qiáng)度差；澆鑄溫度和澆鑄速度較低；同時(shí)容易產(chǎn)生粘結(jié)漏鋼。高碳鋼容易粘結(jié)，這與初始生成的坯殼凝固收縮小有關(guān)。故高碳鋼保護(hù)渣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在保證潤(rùn)滑上。為此，設(shè)計(jì)該保護(hù)渣的粘度和凝固溫度要低些，渣膜玻璃化傾向要大些，以保證良好的潤(rùn)滑性能，但也要考慮高硫鋼熱強(qiáng)度差的特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)節(jié)保護(hù)渣的熱阻。另外，由于高碳鋼液相線溫度低，澆鑄溫度較其它鋼種要低，保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)也要考慮此溫度的影響，為了防止鋼水凍結(jié)，高碳鋼要使用隔熱性能好的保護(hù)渣，體積密度要低，碳的加入量可稍高些甚至可達(dá)20%左右。 4、特殊鋼  特殊鋼鋼水成分相差較大，這種類型的保護(hù)渣配方較為復(fù)雜，往往根據(jù)鋼的用途及易出

39、現(xiàn)缺陷的狀況而特殊配制，例如不銹鋼，硅鋼及含Nb、V、Ti及稀上的鋼種等。  二、連鑄工藝參數(shù)對(duì)保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)要求 1、 拉速連鑄機(jī)的拉坯速度是連鑄生產(chǎn)的重要工藝參數(shù)之一。隨著拉速提高，保護(hù)渣耗量減少。保護(hù)渣的消耗量是液渣滲入鑄坯與結(jié)晶器之間空隙的平均量的1個(gè)量度，因此成為1個(gè)重要的過(guò)程控制參數(shù)，其值一般要求在0.3kg/m2以上。拉坯速度提高則保護(hù)渣消耗降低，而保護(hù)渣的消耗量不足將導(dǎo)致鑄坯的潤(rùn)滑和傳熱狀況不良，為此設(shè)計(jì)高速連鑄用保護(hù)渣時(shí)應(yīng)提高其熔化速度、降低其粘度及凝固溫度，以改善液渣的流入特性，滿足液渣消耗的要求。同時(shí)，為了提高熔化速度，應(yīng)當(dāng)減少堆積

40、密度，減少碳含量和增加碳酸鹽含量以及選擇合理原料及其物性。拉速提高，傳往結(jié)晶器的熱流增大。這是由于拉速提高，鋼水在結(jié)晶器中停留時(shí)間縮短，坯殼溫度增高，凝固坯殼厚度減薄，同樣的鋼水靜壓力更容易使坯殼與結(jié)晶器壁接觸，這樣有利于傳熱，使熱流密度隨拉速的提高而增大。因此，對(duì)于高速連鑄保護(hù)渣，應(yīng)適當(dāng)降低凝固溫度及結(jié)晶溫度，減小渣膜厚度，保證結(jié)晶器傳熱良好，但也應(yīng)考慮到各鋼種的臨界熱流值。  2、 鑄坯斷面形狀方坯與板坯的不同首先在于結(jié)晶器內(nèi)腔的表面積與體積之比即比表面不同。板坯220mm×1500mm，從2、3代表薄板坯100mm×1000mm、50&#

41、160;mm×1300 mm，小方坯160mm×160mm、130mm×130mm，且板坯及小方坯的拉速均為1.5m/min左右的情況總結(jié)如下，鑄坯的比表面增加時(shí)，保護(hù)渣耗量(kg/m2急劇減少，且板坯的比表面小于方坯。由于板坯比表面小，保護(hù)渣消耗快，進(jìn)而要求較快的熔化速度，因此適于板坯的保護(hù)渣熔化速度快于方坯保護(hù)渣。另外，方坯對(duì)所用保護(hù)渣的粘度不是很敏感，故常使用高粘度渣以減少夾渣和浸入式水口的侵蝕，這是由于方坯的比表面大，要求的渣消耗量(kg/m2較少，連鑄過(guò)程中較容易滿足要求。其次，由于板坯連鑄時(shí)在寬度方向上液面波動(dòng)較大，因此要求保護(hù)渣熔速較快，以

42、形成足夠的液渣層厚度，覆蓋整體的鋼液表面。另外，板坯連鑄機(jī)多用來(lái)生產(chǎn)低、中碳鋼，而方坯除澆鑄中碳鋼外，還生產(chǎn)眾多的高碳鋼。爐外精煉的類型介紹爐外精煉按真空、非真空和其他進(jìn)行分類、概括起來(lái)可分為：(1真空精煉法真空吹氬法(Finkl法和Gazid法，美國(guó)、法國(guó)1958-1963年開發(fā)真空電磁攪拌去氣法(ISID法，美國(guó)1962年開發(fā)鋼包精煉爐法(ASEA-SKF法，瑞典1965年開發(fā)真空電弧加熱精煉法(Finkl-VAD法，美國(guó)1962年開發(fā)埋弧加熱鋼包精煉法(L-F法，日本1971年開發(fā)真空吹氧脫碳精煉法(VOD法，西德1965年開發(fā)強(qiáng)攪拌真空吹氧脫碳精煉法(SSVOD法，日本1977年開發(fā)轉(zhuǎn)

43、爐真空吹氧脫碳法(VODK法，西德1976年開發(fā)(2非真空精煉法氬氧爐脫碳精煉法(AOD法，美國(guó)1968年開發(fā)氣氧爐脫碳精煉法(CLU法，法國(guó)和瑞典1973年開發(fā)鋼包吹氬法(GAIAL法，加拿大1950年開發(fā)密封吹氬法(SAB法，日本1965年開發(fā)帶蓋鋼包吹氬法(CAB法，日本1965年開發(fā)(3其他精煉法法國(guó)鋼鐵研究法(IRSID法，法國(guó)1963年開發(fā)蒂森法(TN法，西德1974年開發(fā)氏蘭法(SL噴粉法，瑞典1976年開發(fā)彈丸發(fā)射法(ABS法，日本1973年開發(fā)喂絲加添法(WF法，日本1967年開發(fā)合成渣洗法(RERRIN法，法國(guó)1933年開發(fā)同爐渣洗法電石簡(jiǎn)介以及在鋼鐵冶煉中的應(yīng)用電石在鋼鐵

44、冶煉工藝中有著獨(dú)特的功用。電石用作脫氧劑時(shí)，常加工成5-30mm的顆粒，單獨(dú)或與金屬Al、活性石灰等制作成復(fù)合型渣料后，在出鋼時(shí)隨鋼水流混沖投入，并且在爐外精煉過(guò)程視情況補(bǔ)充，以滿足鋼水充分脫氧造白渣的目的。此時(shí)電石的加入量一般在5-10kg/Ts。常用在軸承鋼、簾線鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、高級(jí)油井管鋼等對(duì)于Al203夾雜敏感的中高碳鋼生產(chǎn)工藝中。電石又是一種十分優(yōu)良的脫硫劑。在高碳鐵水中，CaC2分解出的Ca離子易與硫結(jié)合生成CaS，其脫硫反應(yīng)的平衡常數(shù)可達(dá)6.9×105，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，鐵水硫含量可降低至4.9×10-7。在鐵水預(yù)處理深脫硫（脫硫后鐵水含硫量£

45、0.O05）工藝中，一般采用噴吹法將1mm以下的電石粉噴入混鐵車或鐵水包底部，脫硫后，鐵水表面形成少量的疏松固體渣（熔點(diǎn)24500C），有利于防止回硫，對(duì)容器內(nèi)襯侵蝕也較輕，且方便扒渣作業(yè)。而在鐵水預(yù)處理淺脫硫（脫硫后鐵水含硫量£0.O15）工藝，則較多采用更安全和低成本的石灰系（CaO）脫硫劑。在還原性氣氛的LF爐精煉工藝，電石也能夠起到在鐵水預(yù)處理中同樣的高效脫硫作用。缺點(diǎn)：電石極易吸潮，與水結(jié)合不但大大降低效力，而且放出的是易燃易爆的乙炔（C2H2）氣體，因此在運(yùn)輸和保存電石粉時(shí)要采用氮?dú)饷芊?，?chǔ)料罐必須安裝乙炔檢測(cè)等安全裝置，以防事故的發(fā)生。此外，CaC2分解出的C離子在一定

46、條件下會(huì)與Fe結(jié)合造成鋼水增碳，因而不適宜在低碳和超低碳鋼種的冶煉中使用。結(jié)晶器種類及主要特點(diǎn)薄板坯和中薄板坯連鑄技術(shù)的核心是結(jié)晶器。對(duì)于結(jié)晶器的研究主要有以下種類：1、漏斗形結(jié)晶器1）幾何形狀：德馬克公司ISP工藝的第一代立彎式結(jié)晶器，上部是垂直段，下部是弧形段，側(cè)板可調(diào)，上口斷面是矩形，尺寸為（60-80）mm×（650-1330）mm。意大利阿維迪廠采用了該工藝，并略作修改，上口斷面形狀，由原平行板形改為小漏斗形。西馬克公司CSP工藝所用的漏斗形結(jié)晶器，上口寬邊兩側(cè)均有平行段，再與圓弧段相連接，上口斷面較大。這個(gè)漏斗形狀在結(jié)晶器內(nèi)保持到長(zhǎng)700mm，結(jié)晶器出口處鑄坯厚度為50-

47、70mm。2）主要特點(diǎn)： 漏斗形結(jié)晶器打破了傳統(tǒng)板坯連鑄結(jié)晶器在任意橫截面均相同的限制，其結(jié)晶器腔內(nèi)凝固殼的形狀及大小按非矩形截面逐步縮小的規(guī)律變化。但是，鋼液在這種結(jié)晶器內(nèi)凝固時(shí)要產(chǎn)生變形，特別是拉坯過(guò)程中機(jī)械變形產(chǎn)生的應(yīng)力可能導(dǎo)致固液界面裂紋發(fā)生，并最終影響熱軋帶卷的質(zhì)量。因此，漏斗形結(jié)晶器的理想形狀是盡量減小坯殼間兩相區(qū)的彎曲變形率，使坯殼在固液變形率小于發(fā)生裂紋的臨界應(yīng)變率。2、H2結(jié)晶器1）幾何形狀：意大利達(dá)涅利公司FISC工藝是其代表。FISC工藝優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)部容積達(dá)，通過(guò)的鋼液流量大，且有更好的鋼液自然減速效應(yīng)。該結(jié)晶器長(zhǎng)度為1200mm，寬度為1220-1620mm，厚度

48、為50、60、65、70mm。2）主要特點(diǎn)： 該結(jié)晶器鼓肚形狀由上至下貫穿整個(gè)銅板，并一直延續(xù)到扇形I段的中部。結(jié)晶器出口處為將鑄坯鼓肚形狀矯平而特別設(shè)計(jì)了一組帶孔型的輥?zhàn)?，?duì)鑄坯鼓肚進(jìn)行矯平的設(shè)備長(zhǎng)度比僅用連鑄機(jī)結(jié)晶器時(shí)長(zhǎng)兩倍，即與僅用結(jié)晶器來(lái)矯平坯殼的鼓肚相比，坯殼上所受應(yīng)力大大降低。并且H2結(jié)晶器內(nèi)部體積增大，可以盛裝更多的鋼液。同時(shí)，結(jié)晶器上部尺寸加大，可使水口形狀設(shè)計(jì)更合理，保證結(jié)晶器內(nèi)液面穩(wěn)定，提高保護(hù)渣的潤(rùn)滑效果，改善熱交換條件，提高拉速，減少裂紋傾向。 3、平行板形直結(jié)晶器1）幾何形狀：奧鋼聯(lián)公司CONROLL工藝是其代表。CONROLL工藝的平行板形直結(jié)晶

49、器，浸入式水口也是扁平，鋼液從水口兩側(cè)壁流出。結(jié)晶器斷面尺寸為（70-135）mm×1500mm。2）主要特點(diǎn)： 平行板形直結(jié)晶器內(nèi)腔的橫截面從上到小均為全等矩形，在鑄坯厚度較薄情況下，可避免因鑄坯變形產(chǎn)生的坯殼應(yīng)力，而且在寬度和長(zhǎng)度方向上，結(jié)晶器熱量能夠保證均勻散失。漏斗形結(jié)晶器、H2結(jié)晶器、平行板形直結(jié)晶器各有特點(diǎn)，從坯殼受力情況來(lái)看，平行板形直結(jié)晶器優(yōu)于漏斗形和H2結(jié)晶器，從空間大小來(lái)看，漏斗形和H2結(jié)晶器優(yōu)于平行板形直結(jié)晶器。目前，國(guó)內(nèi)研發(fā)主要集中在漏斗形結(jié)晶器，并應(yīng)用于多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。今后應(yīng)在H2結(jié)晶器、平行板形直結(jié)晶器方面的關(guān)注研究。爐渣分類及組成根據(jù)

50、冶金過(guò)程的不同，爐渣可分為冶煉渣和精煉渣。以礦石(包括人造富礦或精礦等為原料進(jìn)行還原冶煉爐渣或氧化冶煉，在獲得粗金屬或锍的同時(shí)所形成的爐渣稱為冶煉渣。精煉粗金屬（用生鐵煉鋼、從粗銅煉精銅等）產(chǎn)生的爐渣稱為精煉渣。這兩類爐渣的主要作用都是將原料中的無(wú)用或有害物質(zhì)從金屬產(chǎn)品中除去。另有一類爐渣主要作用是將原料中含有的某些有用物質(zhì)富集在其中，以利于下一工序?qū)⑺鼈兓厥绽?稱為富集渣,如鈦精礦還原熔煉所得高鈦渣以及吹煉含釩、鈮的生鐵所得到的釩渣、鈮渣等，它們分別用作提取鈦、釩及鈮等的原料。還有一類所謂“合成渣”，是按爐渣要起的冶金作用而用各種原料預(yù)先配制的渣料，如電渣重熔用渣、鋼錠澆鑄或連續(xù)鑄鋼所用的

51、保護(hù)渣以及鋼液的渣洗用渣等。幾種爐渣的典型組成見(jiàn)表。爐渣的冶金作用爐渣在冶煉過(guò)程中起著下列重要的物理及化學(xué)作用：形成熔融爐渣使脈石組分或雜質(zhì)氧化產(chǎn)物與熔融金屬或熔锍順利分離；脫除鋼液中的有害雜質(zhì)硫、磷和氧，吸收鋼液中非金屬夾雜物，并保護(hù)鋼液不致直接吸收氫、氮、氧；富集有用金屬氧化物；在電爐冶煉(電弧爐、礦熱電爐、電渣重熔爐等中爐渣還起著電阻發(fā)熱體的作用。爐渣在保證冶煉產(chǎn)品質(zhì)量、金屬回收率、冶煉操作順行以及各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面都起著決定性的作用。“煉好渣，才有好鋼”的說(shuō)法，生動(dòng)地反映了爐渣在冶煉過(guò)程中的重要作用。 爐渣的物理化學(xué)性質(zhì) 爐渣完成冶金作用的好壞，主要決定于熔融爐渣的熔點(diǎn)、粘

52、度、界(表面張力、比重、電導(dǎo)率、熱焓、 熱導(dǎo)率以及某些組分的活度(a等。這些物理化學(xué)性質(zhì)被爐渣的組成決定。爐渣的組分靠加入適量的熔劑調(diào)整，最重要的熔劑是石灰石和石英石。螢石(CaF2在電爐煉鋼渣及合成渣中也是重要的熔劑。爐渣中CaO及FeO的活度 一定溫度下取純CaO的反應(yīng)能力為1,溶解于爐渣中的CaO相對(duì)于純CaO的反應(yīng)能力的分?jǐn)?shù)就是爐渣中CaO的活度；爐渣中FeO的活度意義與此類似。FeO活度高的渣對(duì)鋼液脫碳有利;CaO活度高,FeO活度低的渣對(duì)鋼液脫硫有利；CaO及FeO活度高的渣對(duì)鋼液脫磷有利。爐渣中組分的活度數(shù)據(jù)可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定（圖1,圖2）。爐渣的堿度 爐渣中堿性氧化物含量與酸性氧化物

53、含量的比值稱為爐渣的堿度，它對(duì)爐渣的性質(zhì)有顯著的影響。鋼鐵冶金生產(chǎn)中常用CaO/SiO2,(CaO+MgO/SiO2，(CaO+MgO/(SiO2+Al2O3+TiO2等表示爐渣的堿度。在有色冶金中則常用渣中酸性氧化物中的氧量與堿性氧化物中的氧量之比來(lái)表示渣的酸堿性，此比值稱為渣的硅酸度。渣系的相圖 高爐渣、大多數(shù)鐵合金爐渣及保護(hù)渣的主要組成可歸結(jié)為Cao-Al2O3-SiO2系。大多數(shù)的有色重金屬冶煉渣可歸結(jié)為CaO-FeO'-SiO2系或FeO'-SiO2系（含有數(shù)量不等的三價(jià)鐵），它們的相圖見(jiàn)圖3、圖4、圖5。爐渣中有價(jià)金屬的損失有價(jià)金屬因機(jī)械損失、化學(xué)損失及物理?yè)p失而進(jìn)

54、入爐渣中。從爐渣中回收這些金屬在經(jīng)濟(jì)上不合算時(shí)，才可將爐渣棄作他用，如銅冶煉棄渣含Cu：0.20.4，釩鐵冶煉棄渣含V2O5：0.20.3。根據(jù)物理化學(xué)性質(zhì)合理選擇爐渣的組成對(duì)降低棄渣中有價(jià)金屬的含量具有重要作用。有色金屬精煉渣含有價(jià)金屬甚高，一般返回流程的前工序處理。爐渣的利用冶煉過(guò)程產(chǎn)生的棄渣數(shù)量很大，如生產(chǎn)1噸生鐵產(chǎn)生約0.31噸高爐渣；由銅精礦產(chǎn)生1噸陽(yáng)極銅產(chǎn)生冶煉渣約56噸。不返回基本冶煉流程的棄渣應(yīng)加以綜合利用。爐渣可以做鑄石制品；水淬渣用于生產(chǎn)水泥,渣磚或可吹制成礦渣棉,作保溫、隔熱材料。爐渣還可以代替砂石做道碴。高爐渣亦可用作銅冶煉過(guò)程的熔劑或作澆鑄鋼錠時(shí)的保護(hù)渣原料。含P2O

55、5高的煉鋼渣用作農(nóng)業(yè)磷肥。銅冶煉水淬渣可作表面處理用的噴吵材料。爐渣結(jié)構(gòu)模型在熔融爐渣結(jié)構(gòu)的研究方面，提出了好幾種模型。其中比較有影響的是最早（1934）提出的分子理論（見(jiàn)熔融爐渣的分子假說(shuō)），1945年提出的完全離子溶液模型(見(jiàn)完全離子溶液T 模型和1965年提出的馬松模型。鐵水爐外脫硫鐵水預(yù)處理是指鐵水進(jìn)入煉鋼爐之前所進(jìn)行的某種處理，它可以分為普通鐵水和特殊鐵水的預(yù)處理。普通鐵水預(yù)處理有脫硫、脫硅、脫磷和同時(shí)脫磷脫硫等；特殊鐵水預(yù)處理有脫鉻、提釩、提鈮和提鎢等。以前爐外處理是作為避免出現(xiàn)號(hào)外鐵水的補(bǔ)救措施。由于它在技術(shù)上合理和經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越，逐漸演變?yōu)楫?dāng)今用于擴(kuò)大原材料來(lái)源，提高鋼材質(zhì)量，拓寬

56、品種結(jié)構(gòu)和提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的必要生產(chǎn)手段?，F(xiàn)代鐵水預(yù)處理技術(shù)的日益成熟，已經(jīng)構(gòu)成現(xiàn)代化鋼鐵廠中的重要組成部分。爐外脫硫的基本原理是使用與硫的親合力比鐵大的元素或化合物，加入鐵水中以?shī)Z取硫化鐵中的硫，使之轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮榉€(wěn)定的、極少熔解或完全不溶于鐵液的硫化物。鐵水脫硫的條件比鋼水優(yōu)越得多，脫硫效果比鋼水爐外脫硫高約46倍，其原因是：鐵水當(dāng)中碳、硅、磷等元素含量高，使硫在渣中的活度系數(shù)提高，鐵水中含氧量低，有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。鐵水脫硫劑有碳化鈣（CaC2）、氰氨化鈣（CaCN2）、石灰（CaO）、蘇打粉（Na2CO3）、金屬鎂等，還有以它們作為主要成份的各種復(fù)合脫硫劑。我廠目前使用的鐵水脫硫劑為鈍化

57、顆粒鎂，其中鎂的含量大于92%。按照脫硫劑與鐵水之間的混合攪拌方式，鐵水爐外脫硫大致可以分為如下幾類：1、鐵流攪拌式：它靠鐵水流的沖擊使鐵水與脫硫劑混合攪拌。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，容易操作，但攪拌不均，混合不充分，因而脫硫效率低，穩(wěn)定性差。適宜于設(shè)備簡(jiǎn)陋、鐵水含硫量高的小鋼鐵廠。2、機(jī)械攪拌式：靠沉入鐵水中的攪拌器或鐵水容器運(yùn)動(dòng)使鐵水與脫硫劑攪拌混合。攪拌時(shí)間和攪拌強(qiáng)度均可控制，此方法需要一定的設(shè)備，但脫硫效率高，屬于這種方式的有搖包法、KR法等，多用于大型鋼鐵廠。3、噴吹氣體攪拌式：把氮?dú)?、氬氣、壓縮空氣等吹入鐵水，或者作為運(yùn)載氣源吹入鐵水，使鐵水與脫硫劑攪拌混合。此類方法具有操作靈活、控制方便

58、、攪拌效果好、脫硫效率高、處理鐵水能力大等優(yōu)點(diǎn)，很適合用于大型鋼鐵廠。4、鐘罩插入式：靠鎂蒸汽從鐘罩孔逸出攪動(dòng)鐵水，使鐵水與脫硫劑混合。5、渦流攪拌式：靠電磁攪拌器或渦流裝置攪動(dòng)鐵水，使鐵水與脫硫劑混合。目前許多鋼廠仍在不斷探索，試圖研制出新的鐵水脫硫方法和廉價(jià)、高效率、少污染環(huán)境的新脫硫劑。此外還研究適應(yīng)鐵水脫硫使用的高壽命耐火材料，以及脫硫渣的處理和綜合利用。必需指出：渣中的硫含量是鐵水中硫含量的1000倍以上。此外，鐵水渣的酸性成份影響轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)命中率，降低爐齡。因此，兌入轉(zhuǎn)爐的高爐鐵水要實(shí)行扒渣處理，鐵水帶渣量不得超過(guò)0.5%。此外，對(duì)于硫含量較高的鐵水實(shí)施爐外預(yù)處理，減輕轉(zhuǎn)爐脫硫負(fù)擔(dān)，不但簡(jiǎn)化了脫硫操作，而且有利于提高脫硫效果和轉(zhuǎn)爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但它畢竟增加了煉鐵和煉鋼之間的工藝環(huán)節(jié)和操作。當(dāng)鐵水含硫量不高而鋼種成份又要求較寬時(shí)，無(wú)需進(jìn)行預(yù)處理。轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉的方法根據(jù)原料、設(shè)備條件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開發(fā)了數(shù)十種復(fù)合吹煉法，主要可分以下幾類：（一）