復(fù)合精煉劑多媒體

1、1鋼水復(fù)合精煉劑應(yīng)用技術(shù)技術(shù)重慶大學(xué)重慶大學(xué)重鋼集團(tuán)重鋼集團(tuán) 2鋼水復(fù)合精煉劑應(yīng)用技術(shù)技術(shù)1、復(fù)合精煉劑理化指標(biāo)復(fù)合精煉劑理化指標(biāo)2、復(fù)合精煉劑使用工藝3 3、復(fù)合精煉劑與同等量、復(fù)合精煉劑與同等量BaAlSiBaAlSi合金脫氧效果比較合金脫氧效果比較 4 4、復(fù)合精煉劑改質(zhì)效果比較、復(fù)合精煉劑改質(zhì)效果比較 5 5、復(fù)合精煉劑脫氧、改質(zhì)原理、復(fù)合精煉劑脫氧、改質(zhì)原理 6、復(fù)合精煉劑脫氧冶金特點(diǎn)復(fù)合精煉劑脫氧冶金特點(diǎn) 7 7、復(fù)合精煉劑頂渣改質(zhì)冶金特點(diǎn)、復(fù)合精煉劑頂渣改質(zhì)冶金特點(diǎn) 8、 結(jié)語(yǔ)3 前言 鋼水復(fù)合精煉劑是一種集鋼液、鋼渣脫氧、吸附夾雜等精煉功能的新型冶金輔助材料。 出鋼時(shí)向鋼包內(nèi)加

2、入，能起到合金脫氧作用。 在鋼包渣面上加入，能對(duì)轉(zhuǎn)爐下渣脫氧、改質(zhì)，有效改變轉(zhuǎn)爐下渣氧化性高帶來(lái)的一系列質(zhì)量問(wèn)題。 同時(shí)該精煉劑熔點(diǎn)低，聚合能力強(qiáng)，對(duì)硫化物夾雜、氮化物夾雜、氧化物夾雜，特別是SiO2、Al2O3夾雜具有強(qiáng)的吸附能力。這對(duì)提高鋼水質(zhì)量具有十分重要的作用。 41、復(fù)合精煉劑理化指標(biāo)復(fù)合精煉劑理化指標(biāo)表1復(fù)合精煉劑理化指標(biāo)/%成分%CaOAl2O3Si、Al、Ba、Ca、SiC合金SiO2CH2O1625141845705460.552、復(fù)合精煉劑使用工藝 1.作為預(yù)脫氧劑作為預(yù)脫氧劑在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中，利用其混沖時(shí)良好的動(dòng)力學(xué)條件加入鋼包中，代替等量等量合金B(yǎng)aAlSi等對(duì)鋼水進(jìn)行

3、預(yù)脫氧。 加料順序：加料順序：合成渣用量大條件：復(fù)合精煉劑少部分合成渣合金化合金（硅鐵、錳鐵等）增碳劑補(bǔ)加合成渣。 合成渣用量小條件：復(fù)合精煉劑合金化合金（硅鐵、錳鐵等）增碳劑合成渣。 加入量：加入量：120Kg,即1.5 Kg/噸鋼。 2.作為頂渣改質(zhì)劑作為頂渣改質(zhì)劑在出完鋼后加入鋼包渣中對(duì)爐渣改質(zhì) 加入量：加入量：4060 Kg,即0.50.75 Kg/噸鋼。 63、復(fù)合精煉劑與同等量、復(fù)合精煉劑與同等量BaAlSi合金脫氧合金脫氧效果比較效果比較（Q235B高）高） 脫氧劑類(lèi)型脫氧劑氬前氧平均，PPm氬后氧平均，PPm硅回收率%錳回收率%加入量Kg統(tǒng)計(jì)爐數(shù)爐BaAlSi12057321.

4、164.0878.8 復(fù)合精煉劑1201265.9814.164.6980 比較 7.027+0.61+1.2 74 4、復(fù)合精煉劑改質(zhì)效果比較（、復(fù)合精煉劑改質(zhì)效果比較（Q235BQ235B高）高） 脫氧劑類(lèi)型改質(zhì)氬前FeO+MnO%氬后FeO+MnO%結(jié)晶器PPm加入量Kg試驗(yàn)爐數(shù)爐ToNBaAlSi（120） 511.564.53160.338.3 BaAlSi（100）310.318.7 復(fù)合精煉劑60116.993.76157.146.3 復(fù)合精煉劑4035.715.02 8 由上述檢驗(yàn)結(jié)果得： 開(kāi)發(fā)的復(fù)合精煉劑能起到代替合金預(yù)脫氧、鋼包渣改質(zhì)（鋼包渣(FeO)+(MnO)5%）目的

5、。 脫氧、改質(zhì)效果穩(wěn)定。使用中觀察，復(fù)合精煉劑熔化良好，鋼包液面不結(jié)團(tuán)，渣態(tài)疏松。復(fù)合精煉劑加入過(guò)程中無(wú)煙塵飛揚(yáng)，包內(nèi)、渣面反應(yīng)平穩(wěn)。9 120kg復(fù)合精煉劑脫氧效果能達(dá)到同等量BaAlSi 合金脫氧效果，氬前O平均為65.98PPm，氬后平均O為14.1PPm，平均結(jié)果略好于BaAlSi 合金脫氧(氬前O平均為73PPm，氬后平均O21.1PPm)。 由于脫氧效果略好于BaAlSi 合金脫氧，因此使用復(fù)合精煉劑，硅、錳合金收得率也略有提高。雖由于后續(xù)保護(hù)澆注工藝不完善，結(jié)晶器內(nèi)取氣體樣，測(cè)試全氧To量波動(dòng)大，但平均值低于BaAlSi 合金脫氧條件。喂絲脫氧，每米線脫氧量，兩種工藝相當(dāng)。10

6、60Kg（ 0.75 Kg/噸鋼）復(fù)合精煉劑用于鋼渣改質(zhì)，能達(dá)到氬后渣(FeO)+(MnO)5%的改質(zhì)目標(biāo)(FeO)+(MnO)平均為3.76%)。 40Kg復(fù)合精煉劑鋼渣改質(zhì)條件，接近氬后渣(FeO)+(MnO)5%的改質(zhì)目標(biāo)。因此要達(dá)到鋼包改質(zhì)氬后渣中(FeO)+(MnO)5%的目標(biāo)，用于改質(zhì)的復(fù)合精煉劑應(yīng)大于40Kg，即大于0.5Kg/t鋼。 11 由鋼包渣不同時(shí)期成分變化分析，加入120KgBaAlSi 合金脫氧劑，在鋼水脫氧過(guò)程中，還有過(guò)剩脫氧元素存在，過(guò)剩脫氧劑上浮到鋼包面上與頂渣結(jié)合，還原鋼包渣中氧，起降低鋼包渣氧化性作用，因此在120KgBaAlSi 合金脫氧劑加入量條件下，氬

7、后鋼包渣氧化性雖高于用復(fù)合精煉劑改質(zhì)條件，但能達(dá)到(FeO)+(MnO)8%，這易造成后續(xù)工藝中鋼水的二次氧化現(xiàn)象，所以須增加合金加入量或加入復(fù)合精煉劑改質(zhì)鋼渣。 125、復(fù)合精煉劑脫氧改質(zhì)原理、復(fù)合精煉劑脫氧改質(zhì)原理5.1.1鋼中夾雜物評(píng)價(jià)：鋼中夾雜物評(píng)價(jià)： 轉(zhuǎn)爐煉鋼是一個(gè)氧化過(guò)程：把純O2吹入鐵水熔池，使C、Si、Mn、P氧化成為不同含碳量的鋼液，當(dāng)吹煉終點(diǎn)時(shí)，鋼中溶解了過(guò)多的氧，稱(chēng)為O溶或aO ，在出鋼時(shí)，必須進(jìn)行脫氧，把O溶轉(zhuǎn)變成氧化物夾雜，所以鋼中氧可表示為： TO=O夾雜+O溶 出鋼時(shí)：O夾雜 0，TO O溶=400-1000ppm O溶決定于： 鋼中C，轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)鋼中C與aO

8、關(guān)系； 渣中（FeO）； 鋼水溫度。13鋼包脫氧合金化鋼包脫氧合金化+ +精煉后：精煉后： O溶=0 TO= O夾雜 O夾雜決定于： 夾雜物類(lèi)型 夾雜物傳輸?shù)戒?渣界面 渣相吸附夾雜物145.2夾雜物控制原理夾雜物控制原理5.2.1夾雜物類(lèi)型夾雜物類(lèi)型就脫氧而言，分為下列情況：1）用Si+Mn脫氧形成的脫氧產(chǎn)物有： 純SiO2（固體）： MnO SiO2（液體）； MnO FeO（固溶體）。 控制合適的Mn/Si比，得到液相MnO SiO2 容易上浮排除。但往往由于脫氧不良，鑄坯會(huì)產(chǎn)生皮下氣孔。152）用Si+Mn+Al脫氧形成的脫氧產(chǎn)物可能有： 薔薇輝石（2MnO 2Al2O3 5SiO2）

9、； 硅鋁榴石（3MnO Al2O3 3SiO2）； 純Al2O3（Al2O3 30%）。 要把夾雜物成分控制在相圖中的陰影區(qū)，則必須鋼中AlS=0.006% ，鋼中O溶可達(dá)20ppm而無(wú)Al2O3沉淀，鋼水可澆性好，不堵水口，鑄坯不產(chǎn)生皮下氣孔。163）用過(guò)剩鋁脫氧 對(duì)于低CAl鎮(zhèn)靜鋼，鋼中AlS =0.02-0.04%，則脫氧產(chǎn)物全部為Al2O3： Al2O3熔點(diǎn)高，鋼水中呈固態(tài)； 可澆性差，堵水口； 可塑性差，不變形，影響鋼材性能；4)4)鈣脫氧鈣脫氧 生成低熔點(diǎn)2CaO Al2O3 SiO2 或12CaO 7Al2O3 5）鋇脫氧 生 成 低 熔 點(diǎn) 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復(fù)合脫氧劑可得原子團(tuán)半徑大、熔點(diǎn)低的復(fù)雜化合物。175.2.2夾雜物向鋼夾雜物向鋼/渣界面?zhèn)鬏斣缑鎮(zhèn)鬏攰A雜物傳輸?shù)戒搳A雜物傳輸?shù)戒? /渣界面決定于：渣界面決定于： 夾雜物尺寸，夾雜物的形核，長(zhǎng)大速度； 根據(jù)斯托克斯定律：脫氧產(chǎn)物的上升速度與脫氧產(chǎn)物離子半徑的平方成正比。 液體流動(dòng)，攪拌，夾雜物碰撞、聚合； 夾雜物性質(zhì)：液態(tài)或固態(tài)； 夾雜物上?。红o止溶池，還是攪拌溶池。 185.2.3渣相吸附夾雜物渣相吸附夾雜物渣相吸附夾雜物決定于：渣相吸附夾雜物決定于：

11、 鋼/渣界面能； 夾雜物溶于渣相。 液體夾雜完全溶解于渣相，而固體夾雜在渣中是有限溶解，決定于渣成分、溫度和渣量。196、復(fù)合精煉劑冶金特點(diǎn)復(fù)合精煉劑冶金特點(diǎn)6.16.1復(fù)合精煉劑的基本組成 根據(jù)上述夾雜物控制原理建立了如下復(fù)合精煉劑的基本組成： 1）采用Ca、Ba、Al、Si復(fù)合脫氧劑得到原子團(tuán)半徑大、熔點(diǎn)低的復(fù)雜化合物。 2）加入SiC，是應(yīng)用SiC中的碳在脫氧過(guò)程中產(chǎn)生CO氣體，加強(qiáng)熔池中的攪拌，促使脫氧產(chǎn)物聚合長(zhǎng)大、上浮排除。 3）為保證液相渣對(duì)夾雜物的有效吸附，復(fù)活精煉劑基料是富氧化鈣的低熔點(diǎn)物質(zhì)C3A。 故：復(fù)合精煉劑具有高效脫氧、凈化夾雜功能。206.2復(fù)活精煉劑基料C3A的作用

12、。 1）當(dāng)C3A與鋼水中的脫氧產(chǎn)物Al2O3、SiO2相聚時(shí)，將生成低熔點(diǎn)的C12A7（1450）和低熔點(diǎn)共晶物C2S-C12A7-CA（1335），因此對(duì)鋼水中脫氧產(chǎn)物Al2O3、SiO2具有很強(qiáng)的吸附、聚合、排除能力。解決了高熔點(diǎn)脫氧產(chǎn)物不易被快速排除的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了鋼水凈化的目的。 2）由于脫氧產(chǎn)物Al2O3、SiO2與富氧化鈣的C3A形成了低熔點(diǎn)的化合物，降低了脫氧產(chǎn)物的活度，有利于脫氧元素的有效利用。因此，在少量的合金元素條件下，可獲得高效率的脫氧效果，有利于鋼水純凈度的提高。 21 3）基料富氧化鈣的C3A的存在，使精煉劑屬還原、堿性渣系，脫氧及爐渣改質(zhì)后不僅有低的氧化性，而且保持了

13、較高堿度，這不僅避免了氧化性頂渣對(duì)鋼水直接氧化帶來(lái)的一系列質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也有效地防止了低堿度下SiO2對(duì)鋼水的間接氧化，有利于鋼中酸溶鋁含量的提高。同時(shí)保證一定的堿性對(duì)防止回磷有益。 226.3復(fù)合精煉劑脫氧冶金效果 1）在出鋼過(guò)程加入時(shí)，由于鋼水混沖攪拌作用，復(fù)合精煉劑中Ca、Al、Ba、SiC等還原劑與鋼中氧反應(yīng)，達(dá)到鋼液、鋼渣脫氧的目的。 2）復(fù)合精煉劑中基渣配制在CaO-Al2O3渣系的低熔點(diǎn)范圍，具有強(qiáng)的夾雜物吸附能力，可有效吸附鋼中氧化物夾雜，硫化物夾雜、氮化物夾雜、并快速上浮排出鋼液，從而起到降低鋼液氧活度及夾雜的凈化作用。 23 3）在鋼液中呈液態(tài)的鋼水復(fù)合精煉劑基料，能有效吸

14、收脫氧產(chǎn)物，降低了脫氧產(chǎn)物的活度，有利于脫氧反應(yīng)的充分進(jìn)行，提高了脫氧劑的脫氧效率，實(shí)現(xiàn)了在少量的合金元素條件下，可獲得高效率的脫氧效果，這減少了脫氧產(chǎn)物的污染源，有利于鋼水純凈度的提高。 4）復(fù)合精煉劑對(duì)硫化物夾雜有較強(qiáng)的吸附能力，并且屬于高堿性還原性渣系，還具有一定的脫硫能力。 5）復(fù)合精煉劑所用堿性基料不含游離CaO，具有儲(chǔ)藏時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。并且不含氟，有利環(huán)境保護(hù)。6）由于綜合脫氧劑及C3A的應(yīng)用，金屬鋁在其中占的比例很小，并且不生成游離的Al2O3，因此可防止水口堵塞.同時(shí)對(duì)Al2O3的控制又不同于Ca處理的方法，因此也可防止水口的侵蝕。24 總之：復(fù)合精煉劑能有效起到鋼水預(yù)脫氧劑作用

15、，而且對(duì)脫氧產(chǎn)物Al2O3、SiO2能有效控制，因此用于對(duì)夾雜物有嚴(yán)格要求的，特別是對(duì)Al2O3夾雜要求高的高碳硬線鋼的脫氧優(yōu)勢(shì)更為顯著。256.4復(fù)合精煉劑頂渣改質(zhì)頂渣改質(zhì)冶金效果 6.4.1頂渣改質(zhì)的意義頂渣改質(zhì)的意義從煉鋼精煉連鑄對(duì)于鋼潔凈度的控制包含很多因素，在出鋼過(guò)程中的控制為：（1 1）控制煉鋼爐下渣量）控制煉鋼爐下渣量 擋渣法：（偏心爐底出鋼、氣動(dòng)法、擋渣球）； 扒渣法：目標(biāo)是鋼包渣層厚50mm，下渣2Kg/t。26（2 2）鋼包渣氧化性控制）鋼包渣氧化性控制出鋼渣中高（FeO+MnO）是渣子氧勢(shì)量度。 （FeO+MnO）上升，板坯 TO 上升 （FeO+MnO）上升， 冷軋板卷

16、缺陷增大渣成分控制方法： 渣稀釋法：鋼包加石灰、螢石或鋁礬土造低熔點(diǎn)渣； 渣還原改質(zhì)處理：出鋼時(shí)加還原改質(zhì)劑，使渣中（FeO+MnO）小于5%，鑄坯中有TO小于15ppm，冷軋板缺陷大大降低。27 6.4.26.4.2復(fù)合精煉劑改質(zhì)冶金特點(diǎn) 1）復(fù)合精煉劑由于有一定量強(qiáng)脫氧劑及低熔點(diǎn)的CaO-Al2O3系基料組成，起到了上述渣稀釋法、渣還原改質(zhì)處理的綜合作用。因此，能有效地對(duì)鋼包頂渣改質(zhì)，降低其氧化性，并且改質(zhì)后的頂渣在保持較高堿度下有好的熔化性能，這對(duì)脫氧產(chǎn)物等夾雜具有很強(qiáng)的吸附能力。 2）精煉劑屬還原、堿性渣系，爐渣通過(guò)改質(zhì)后不僅有低的氧化性，而且保持了較高堿度，這不僅避免了氧化性頂渣對(duì)鋼

17、水直接氧化帶來(lái)的一系列質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也有效地防止了低堿度下SiO2對(duì)鋼水的間接氧化，有利于鋼中酸溶鋁含量的提高。同時(shí)保證一定的堿性對(duì)防止回磷有益。 28 總之：復(fù)合精煉劑熔點(diǎn)低，還原性強(qiáng)，加入鋼渣中能保證快速熔化，起到還原氧化性渣，對(duì)鋼渣改質(zhì)的作用。改質(zhì)后的鋼包渣屬 CaO-Al2O3-SiO2三元渣系，該渣堿度高、熔點(diǎn)低、氧化性弱，為鋼液凈化，保證足夠的酸溶鋁含量創(chuàng)造了良好的熱力學(xué)條件。 如果對(duì)進(jìn)LF爐前的鋼渣用復(fù)合精煉劑提前改質(zhì)造還原渣，及進(jìn)行預(yù)脫氧，這不僅可節(jié)省LF爐精煉處理時(shí)間，提高了LF爐處理效率，而且可減少LF爐高成本復(fù)合脫氧劑的應(yīng)用。29 鋼包精煉渣成分控制鋼包精煉渣成分控制 不

18、管采用何種精煉方法（如RH、LF、VD），合理攪拌強(qiáng)度和合理精煉渣攪拌強(qiáng)度和合理精煉渣 組成是獲得潔凈鋼水的基礎(chǔ)。 合適的鋼包渣成分： 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% ，高堿度，低熔點(diǎn)、低氧化鐵、富 CaO 鈣鋁酸鹽的精煉渣，能有效吸收大顆粒夾雜物，降低總氧。30LF精煉渣成分如表：表 精煉渣成分Al-K 鋼Si-K 鋼CaO56-6256-62SiO26-1015-20Al2O320-255-8FeO+MnO1-21-2MgO6-86-8CaF25-10317 結(jié)語(yǔ) 1.復(fù)合精煉劑脫氧、改質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表明，采用120Kg(1.5Kg/t鋼) 復(fù)合精煉劑脫氧，60Kg(0.75Kg/t鋼) 復(fù)合精煉劑改質(zhì)鋼渣，能實(shí)現(xiàn)鋼水預(yù)脫氧（氬前O平均為65.98PPm，氬后平均O為14.1PPm），鋼渣改質(zhì)( (FeO)+(MnO)平均為3.76%) (FeO)+(MnO)5%目標(biāo)要求。綜合脫氧、改質(zhì)效果優(yōu)于單用合金脫氧條件。 2.復(fù)合精煉劑脫氧、改質(zhì)效果穩(wěn)定。使用中無(wú)煙塵飛揚(yáng)，包內(nèi)、渣面反應(yīng)平穩(wěn)，渣態(tài)疏松，熔化良好，鋼包液面不結(jié)團(tuán)。 3.