鋼中氧的控制

3、LD－LF－CC流程氧的控制表2某些高純度鋼發(fā)生缺陷的原因調(diào)查鋼種產(chǎn)品缺陷引起缺陷夾雜物最小直徑缺陷部位夾雜成分DI罐用鍍錫板飛邊裂紋150ｕm、60ｕmCaO-Al2O3ERW管材UT缺陷US缺陷150ｕm220ｕmCaO-Al2O3群落狀A(yù)l2O3鍍錫板爐渣分層

400ｕm、150ｕm

深沖用冷軋鋼板沖壓缺陷夾雜250ｕm400ｕmCaO-Al2O3

、群落狀A(yù)l2O3CaO-SiO2-Al2O3-Na2O

UO管材UT缺陷200ｕmCaO-Al2O3、群落狀A(yù)l2O3CaO-SiO2-Al2O3-Na2OUOE管（厚鋼板）US缺陷220ｕm

注：表中夾雜物尺寸為板材加工后的夾雜尺寸，推算至鑄坯中，約為50~60ｕm高純凈鋼缺陷產(chǎn)生的原因調(diào)查潔凈鋼的概念潔凈鋼：相對概念，沒有統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)

－針對不同鋼種－產(chǎn)品用途決定鋼中T[O]的控制水平最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素

－夾雜物總量－夾雜物的形態(tài)、尺寸－夾雜物的分布鋼的潔凈度標(biāo)志－鋼中的氧鋼中的氧：T[O]=[O]溶(a[O])+[O]夾雜出鋼前：[O]夾雜→0；T[O]=[O]溶(a[O])脫氧后：[O]溶(a[O])→0；T[O]=[O]夾雜鋼的潔凈度的表示（鋼中夾雜物水平）：

T[O]降低鋼中T[O]的措施：降低[O]溶：轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)a[O]控制－冶煉過程降低[O]夾雜：脫氧控制－夾雜物控制（上?。撗鹾辖鸹^程鋼中T[O]的演變歷史爐外精煉工藝的完善，鋼中T[O]逐年降低硅鎮(zhèn)靜鋼T[O]：15～20ppm；鋁鎮(zhèn)靜鋼T[O]：＜10ppm；降低鋼中氧含量的意義改善產(chǎn)品性能：軸承鋼：T[O]：30降低到5ppm，壽命提高100倍提高產(chǎn)品質(zhì)量：T[O]越低，冷軋板質(zhì)量越好產(chǎn)品分類鋼種代表規(guī)格產(chǎn)品材質(zhì)特性要求清潔度要求薄板DI罐低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼0.2~0.3mmt飛邊裂紋T[O]<20ppm,D<20ｕm深沖鋼超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼0.2~0.6mmt超深沖，非時效性表面現(xiàn)狀缺陷[C]<20ppm,[N]<20ppmT[O]<20ppm,D<100ｕm蔭罩鋼低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼0.1~0.2mmt防止圖像侵蝕D<100ｕm,低硫化導(dǎo)架結(jié)構(gòu)材13%Cr0.15~0.25mmt打眼加工時的裂紋D<100ｕm42Ti

D<5ｕm，[N]<50ppm中厚板管線鋼X52~70級低合金鋼10~40mmt氫引起的裂紋夾雜物形態(tài)控制

低硫化，S<10ppm低溫用鋼9%Ni10~40mmt低溫脆化P<0.003%,S<0.001%抗層狀撕裂鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼10~40mmt層狀撕裂低磷化、低硫化無縫管座圈材軸承鋼50~300mmΦ轉(zhuǎn)動疲勞壽命T[O]<10ppm[Ti]<20ppm凈化管不銹鋼10mmΦ電解侵蝕時表面光潔度T[O]<20ppm,[N]<50ppmD<5ｕm棒材軸承軸承鋼30~65mmΦ轉(zhuǎn)動疲勞特性T[O]<10ppm,[Ti]<15ppmD<15ｕm滲碳鋼SCM432、420

疲勞特性、加工性T[O]<15ppm,P<0.005%線材輪胎鋼絲SCMRH72、82B0.1~0.4mmΦ冷拔斷裂非塑性夾雜D<20ｕm彈簧鋼SWRSSi-Cr鋼1.6~10mmΦ0.1~0.15mΦ疲勞特性、殘余應(yīng)變性

非塑性夾雜D<20ｕm典型產(chǎn)品對鋼的潔凈度要求

鋼中氧的控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧的控制脫氧及夾雜物的生成控制連鑄過程鋼中氧的控制復(fù)吹轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)控制

精確控制終點(diǎn)碳、溫度、提高命中率；促進(jìn)渣鋼平衡，避免鋼水過氧化；優(yōu)化復(fù)吹工藝，實(shí)現(xiàn)低[O]冶煉。CP=4.2103·（Q/W）（L/L0）-0.4-0.33ICO=CP[%C]=4.2103·（Q/W）（L/L0）-0.4-0.33[%C]-1轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧的控制－吹氧量的控制終點(diǎn)[C]=0.02%～0.06%O2=48～58Nm3/t-steel時，a[O]

=400ppm～1400ppm。終點(diǎn)[C]越低，渣中FeO增加；終點(diǎn)a[O]

增加。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧的控制－終點(diǎn)[C]的控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]的控制:Ⅰ區(qū)：a[O]波動在C－O平衡線附近；[C][O]=0.0027,爐齡＜2500(爐)Ⅱ區(qū)：a[O]遠(yuǎn)離在C－O平衡線；[C][O]：0.0031～0.0037,爐齡＞2500(爐)Ⅲ區(qū)（其它區(qū)域）：

[C][O]：遠(yuǎn)離C－O平衡線且波動較大，復(fù)吹效果降低。

轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧的控制－終點(diǎn)溫度的控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度的控制（生產(chǎn)統(tǒng)計）：

終點(diǎn)[C]=0.025％～0.04%時，溫度提高，終點(diǎn)a[O]增加； 溫度＞1680℃時，終點(diǎn)a[O]顯著增加。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧的控制－終點(diǎn)渣成分控制終點(diǎn)[C]=0.02%~0.06%時，終點(diǎn)渣中（FeO+MnO）含量:14%~24%，終點(diǎn)a[O]

波動較大。降低轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)a[O]的綜合措施終點(diǎn)[C]:＜0.035%；終點(diǎn)溫度：1640℃～1680℃；渣中（FeO+MnO）:14%～18%；提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率，杜絕后吹；強(qiáng)化復(fù)吹冶煉效果（重點(diǎn)：低碳鋼），

[C]=0.02%～0.05%，頂吹終點(diǎn)a[O]＝700ppm～900ppm；

復(fù)吹終點(diǎn)a[O]＝250ppm～600ppm。脫氧及夾雜物的生成控制連鑄鋼種脫氧的模式硅鎮(zhèn)靜鋼：－脫氧劑：Si＋Mn硅－鋁鎮(zhèn)靜鋼－脫氧劑：Si＋Mn＋Al（少量）鋁鎮(zhèn)靜鋼－－脫氧劑：過剩Al，[Al]＞0.01%。脫氧及夾雜物的生成控制－硅鎮(zhèn)靜鋼平衡a[O]

＝40ppm~60ppm；LF爐采用白渣＋Ar攪拌

a[O]

＜20ppm；[S]＜0.01%形成的脫氧產(chǎn)物：SiO2(固體)

MnO.SiO2(液體)MnO.FeO(固溶體)措施：Mn/Si＞2.5，促進(jìn)MnO.SiO2上浮鋼中氧[O]的選擇：[O]＜10ppm，SiO2析出，水口堵塞；

[O]＞20ppm，鑄坯皮下氣孔增加；[O]：10ppm～20ppm，理想范圍控制脫氧及夾雜物的生成控制－硅－鋁鎮(zhèn)靜鋼形成的脫氧產(chǎn)物：2MnO.2Al2O3.5SiO2(薔薇輝石)

3MnO.Al2O3.3SiO2(錳鋁榴石)純Al2O3(Al2O3＞25％)措施：Mn＝0.04%;Si=0.02%，[Al]S≤0.006%促進(jìn)3MnO.Al2O3.3SiO2生產(chǎn)與上浮3MnO.Al2O3.3SiO2(錳鋁榴石)的作用

熔點(diǎn)低，1400℃；球形易于上?。粖A雜物可塑性好（800℃～1300℃）；鋼中無Al2O3析出，鋼水可澆性好；脫氧良好，鑄坯無皮下氣泡形成。脫氧及夾雜物的生成控制－鋁鎮(zhèn)靜鋼鋼水中a[O]=4ppm~8ppm；解決的關(guān)鍵問題鋁的加入方法；－提高鋁的回收率避免Al2O3的危害－采用二次加入法出鋼加鋁：脫除鋼水中C－O平衡的過剩氧量；精煉加鋁：脫除C相平衡氧＋目標(biāo)成分鋁含量。形成的脫氧產(chǎn)物：Al2O3，其危害：

熔點(diǎn)高，2050℃；固態(tài)析出與鋼水；可塑性差，影響鋼材性能；可澆性差，堵水口脫氧及夾雜物的生成控制－鋁鎮(zhèn)靜鋼輕鈣處理：適用范圍：加鋁較少，[Al]S較低；處理目標(biāo)：形成鈣長石組成：CaO.Al2O3.2SiO2

熔點(diǎn)：1200℃～1400℃重鈣處理：適用范圍：加鋁較多，[Al]S較高；處理目標(biāo)：形成12CaO.7Al2O3熔點(diǎn)：1455℃注意問題：[S]含量的控制，目標(biāo)[S]＜0.01%[S]=0.010%~0.015%,部分CaS形成；[S]=0.030%~0.040%,首先生成CaS堵塞水口。鋁鎮(zhèn)靜鋼的鈣處理：輕鈣處理、重鈣處理處理目標(biāo)：Ca/Al＞0.14Ca/T[O]=0.7~1.2脫氧及夾雜物的生成控制－鋼水夾雜物的排除夾雜物的形成脫氧元素的溶解、與氧的結(jié)合能力；脫氧產(chǎn)物的形核與長大鋼液中夾雜物的傳輸脫氧產(chǎn)物（夾雜物）尺寸，煉鋼條件下產(chǎn)物尺寸：1~5μm;夾雜物的碰撞與聚合，尺寸，5~100

μm;夾雜物物性，固態(tài)、液態(tài)；夾雜物的上浮。渣相的吸收鋼/渣界面能；渣相的吸收能力；渣相的成分、溫度、渣量。夾雜物的排除(鋼包精煉)脫氧產(chǎn)物組成的控制；鋼包頂渣成分的控制(堿度、Al2O3、MnO、MgO、FeO等)；溶池的攪拌能力及效果連鑄過程鋼中氧的控制－鋼水二次污染的防止連鑄過程氧的控制關(guān)鍵防止鋼的二次氧化進(jìn)一步利用連鑄中間包、結(jié)晶器排除夾雜連鑄過程鋼中氧的控制