复合精炼剂-多媒体概要课件.ppt

钢水复合精炼剂应用技术重庆大学重钢集团 1钢水复合精炼剂应用技术1、复合精炼剂理化指标2、复合精炼剂使用工艺3、复合精炼剂与同等量BaAlSi合金脱氧效果比较 4、复合精炼剂改质效果比较 5、复合精炼剂脱氧、改质原理 6、复合精炼剂脱氧冶金特点 7、复合精炼剂顶渣改质冶金特点 8、 结语2 前言 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这对提高钢水质量具有十分重要的作用31、复合精炼剂理化指标表1复合精炼剂理化指标/%成分%CaOAl2O3Si、Al、Ba、Ca、SiC合金SiO2CH2O1625141845705460.542、复合精炼剂使用工艺 1.作为预脱氧剂在转炉出钢过程中，利用其混冲时良好的动力学条件加入钢包中，代替等量合金BaAlSi等对钢水进行预脱氧 加料顺序：合成渣用量大条件：复合精炼剂少部分合成渣合金化合金（硅铁、锰铁等）增碳剂补加合成渣。

合成渣用量小条件：复合精炼剂合金化合金（硅铁、锰铁等）增碳剂合成渣 加入量：120Kg,即1.5 Kg/吨钢 2.作为顶渣改质剂在出完钢后加入钢包渣中对炉渣改质 加入量：4060 Kg,即0.50.75 Kg/吨钢53、复合精炼剂与同等量BaAlSi合金脱氧效果比较（Q235B高） 脱氧剂类型脱氧剂氩前氧平均，PPm氩后氧平均，PPm硅回收率%锰回收率%加入量Kg统计炉数炉BaAlSi12057321.164.0878.8复合精炼剂1201265.9814.164.6980比较7.027+0.61+1.264、复合精炼剂改质效果比较（Q235B高）脱氧剂类型改质氩前FeO+MnO%氩后FeO+MnO%结晶器PPm加入量Kg试验炉数炉ToNBaAlSi（120）511.564.53160.338.3BaAlSi（100）310.318.7复合精炼剂60116.993.76157.146.3复合精炼剂4035.715.027 由上述检验结果得： 开发的复合精炼剂能起到代替合金预脱氧、钢包渣改质（钢包渣(FeO)+(MnO)5%）目的 脱氧、改质效果稳定使用中观察，复合精炼剂熔化良好，钢包液面不结团，渣态疏松。

复合精炼剂加入过程中无烟尘飞扬，包内、渣面反应平稳8 120kg复合精炼剂脱氧效果能达到同等量BaAlSi 合金脱氧效果，氩前O平均为65.98PPm，氩后平均O为14.1PPm，平均结果略好于BaAlSi 合金脱氧(氩前O平均为73PPm，氩后平均O21.1PPm) 由于脱氧效果略好于BaAlSi 合金脱氧，因此使用复合精炼剂，硅、锰合金收得率也略有提高虽由于后续保护浇注工艺不完善，结晶器内取气体样，测试全氧To量波动大，但平均值低于BaAlSi 合金脱氧条件喂丝脱氧，每米线脱氧量，两种工艺相当9 60Kg（ 0.75 Kg/吨钢）复合精炼剂用于钢渣改质，能达到氩后渣(FeO)+(MnO)5%的改质目标(FeO)+(MnO)平均为3.76%) 40Kg复合精炼剂钢渣改质条件，接近氩后渣(FeO)+(MnO)5%的改质目标因此要达到钢包改质氩后渣中(FeO)+(MnO)5%的目标，用于改质的复合精炼剂应大于40Kg，即大于0.5Kg/t钢 10 由钢包渣不同时期成分变化分析，加入120KgBaAlSi合金脱氧剂，在钢水脱氧过程中，还有过剩脱氧元素存在，过剩脱氧剂上浮到钢包面上与顶渣结合，还原钢包渣中氧，起降低钢包渣氧化性作用，因此在120KgBaAlSi合金脱氧剂加入量条件下，氩后钢包渣氧化性虽高于用复合精炼剂改质条件，但能达到(FeO)+(MnO)8%，这易造成后续工艺中钢水的二次氧化现象，所以须增加合金加入量或加入复合精炼剂改质钢渣。

115、复合精炼剂脱氧改质原理5.1钢中夹杂物评价： 转炉炼钢是一个氧化过程：把纯O2吹入铁水熔池，使C、Si、Mn、P氧化成为不同含碳量的钢液，当吹炼终点时，钢中溶解了过多的氧，称为O溶或aO ，在出钢时，必须进行脱氧，把O溶转变成氧化物夹杂，所以钢中氧可表示为： TO=O夹杂+O溶 出钢时：O夹杂 0，TO O溶=400-1000ppm O溶决定于： 钢中C，转炉吹炼终点钢中C与aO 关系； 渣中（FeO）； 钢水温度12钢包脱氧合金化+精炼后： O溶=0 TO= O夹杂 O夹杂决定于： 夹杂物类型 夹杂物传输到钢/渣界面 渣相吸附夹杂物135.2夹杂物控制原理5.2.1夹杂物类型就脱氧而言，分为下列情况：1）用Si+Mn脱氧形成的脱氧产物有： 纯SiO2（固体）： MnO SiO2（液体）； MnO FeO（固溶体） 控制合适的Mn/Si比，得到液相MnO SiO2 容易上浮排除但往往由于脱氧不良，铸坯会产生皮下气孔142）用Si+Mn+Al脱氧形成的脱氧产物可能有： 蔷薇辉石（2MnO 2Al2O3 5SiO2）； 硅铝榴石（3MnO Al2O3 3SiO2）； 纯Al2O3（Al2O3 30%）。

要把夹杂物成分控制在相图中的阴影区，则必须钢中AlS=0.006% ，钢中O溶可达20ppm而无Al2O3沉淀，钢水可浇性好，不堵水口，铸坯不产生皮下气孔153）用过剩铝脱氧 对于低CAl镇静钢，钢中AlS =0.02-0.04%，则脱氧产物全部为Al2O3： Al2O3熔点高，钢水中呈固态； 可浇性差，堵水口； 可塑性差，不变形，影响钢材性能；4)钙脱氧 生成低熔点2CaO Al2O3 SiO2 或12CaO 7Al2O3 5）钡脱氧 生成低熔点SiO2.BaO、 Al2O3 SiO2.BaO.MnS 由此采用Ca、Ba、Al、Si复合脱氧剂可得原子团半径大、熔点低的复杂化合物165.2.2夹杂物向钢/渣界面传输夹杂物传输到钢/渣界面决定于： 夹杂物尺寸，夹杂物的形核，长大速度； 根据斯托克斯定律：脱氧产物的上升速度与脱氧产物离子半径的平方成正比 液体流动，搅拌，夹杂物碰撞、聚合； 夹杂物性质：液态或固态； 夹杂物上浮：静止溶池，还是搅拌溶池 175.2.3渣相吸附夹杂物渣相吸附夹杂物决定于： 钢/渣界面能； 夹杂物溶于渣相 液体夹杂完全溶解于渣相，而固体夹杂在渣中是有限溶解，决定于渣成分、温度和渣量。

186、复合精炼剂冶金特点6.1复合精炼剂的基本组成 根据上述夹杂物控制原理建立了如下复合精炼剂的基本组成： 1）采用Ca、Ba、Al、Si复合脱氧剂得到原子团半径大、熔点低的复杂化合物 2）加入SiC，是应用SiC中的碳在脱氧过程中产生CO气体，加强熔池中的搅拌，促使脱氧产物聚合长大、上浮排除 3）为保证液相渣对夹杂物的有效吸附，复活精炼剂基料是富氧化钙的低熔点物质C3A 故：复合精炼剂具有高效脱氧、净化夹杂功能196.2复活精炼剂基料C3A的作用 1）当C3A与钢水中的脱氧产物Al2O3、SiO2相聚时，将生成低熔点的C12A7（1450）和低熔点共晶物C2S-C12A7-CA（1335），因此对钢水中脱氧产物Al2O3、SiO2具有很强的吸附、聚合、排除能力解决了高熔点脱氧产物不易被快速排除的问题，实现了钢水净化的目的 2）由于脱氧产物Al2O3、SiO2与富氧化钙的C3A形成了低熔点的化合物，降低了脱氧产物的活度，有利于脱氧元素的有效利用因此，在少量的合金元素条件下，可获得高效率的脱氧效果，有利于钢水纯净度的提高 20 3）基料富氧化钙的C3A的存在，使精炼剂属还原、碱性渣系，脱氧及炉渣改质后不仅有低的氧化性，而且保持了较高碱度，这不仅避免了氧化性顶渣对钢水直接氧化带来的一系列质量问题，同时也有效地防止了低碱度下SiO2对钢水的间接氧化，有利于钢中酸溶铝含量的提高。

同时保证一定的碱性对防止回磷有益216.3复合精炼剂脱氧冶金效果 1）在出钢过程加入时，由于钢水混冲搅拌作用，复合精炼剂中Ca、Al、Ba、SiC等还原剂与钢中氧反应，达到钢液、钢渣脱氧的目的 2）复合精炼剂中基渣配制在CaO-Al2O3渣系的低熔点范围，具有强的夹杂物吸附能力，可有效吸附钢中氧化物夹杂，硫化物夹杂、氮化物夹杂、并快速上浮排出钢液，从而起到降低钢液氧活度及夹杂的净化作用22 3）在钢液中呈液态的钢水复合精炼剂基料，能有效吸收脱氧产物，降低了脱氧产物的活度，有利于脱氧反应的充分进行，提高了脱氧剂的脱氧效率，实现了在少量的合金元素条件下，可获得高效率的脱氧效果，这减少了脱氧产物的污染源，有利于钢水纯净度的提高 4）复合精炼剂对硫化物夹杂有较强的吸附能力，并且属于高碱性还原性渣系，还具有一定的脱硫能力 5）复合精炼剂所用碱性基料不含游离CaO，具有储藏时间长的特点并且不含氟，有利环境保护6）由于综合脱氧剂及C3A的应用，金属铝在其中占的比例很小，并且不生成游离的Al2O3，因此可防止水口堵塞.同时对Al2O3的控制又不同于Ca处理的方法，因此也可防止水口的侵蚀23 总之：复合精炼剂能有效起到钢水预脱氧剂作用，而且对脱氧产物Al2O3、SiO2能有效控制，因此用于对夹杂物有严格要求的，特别是对Al2O3夹杂要求高的高碳硬线钢的脱氧优势更为显著。

246.4复合精炼剂顶渣改质冶金效果 6.4.1顶渣改质的意义从炼钢精炼连铸对于钢洁净度的控制包含很多因素，在出钢过程中的控制为：（1）控制炼钢炉下渣量 挡渣法：（偏心炉底出钢、气动法、挡渣球）； 扒渣法：目标是钢包渣层厚50mm，下渣2Kg/t25（2）钢包渣氧化性控制出钢渣中高（FeO+MnO）是渣子氧势量度 （FeO+MnO）上升，板坯 TO 上升 （FeO+MnO）上升， 冷轧板卷缺陷增大渣成分控制方法： 渣稀释法：钢包加石灰、萤石或铝矾土造低熔点渣； 渣还原改质处理：出钢时加还原改质剂，使渣中（FeO+MnO）小于5%，铸坯中有TO小于15ppm，冷轧板缺陷大大降低26 复合精炼剂改质冶金特点 1）复合精炼剂由于有一定量强脱氧剂及低熔点的CaO-Al2O3系基料组成，起到了上述渣稀释法、渣还原改质处理的综合作用因此，能有效地对钢包顶渣改质，降低其氧化性，并且改质后的顶渣在保持较高碱度下有好的熔化性能，这对脱氧产物等夹杂具有很强的吸附能力 2）精炼剂属还原、碱性渣系，炉渣通过改质后不仅有低的氧化性，而且保持了较高碱度，这不仅避免了氧化性顶渣对钢水直接氧化带来的一系列质量问题，同时也有效地防止了低碱度下SiO2对钢水的间接氧化，有利于钢中酸溶铝含量的提高。

同时保证一定的碱性对防止回磷有益 27 总之：复合精炼剂熔点低，还原性强，加入钢渣中能保证快速熔化，起到还原氧化性渣，对钢渣改质的作用改质后的钢包渣属 CaO-Al2O3-SiO2三元渣系，该渣碱度高、熔点低、氧化性弱，为钢液净化，保证足够的酸溶铝含量创造了良好的热力学条件 如果对进LF炉前的钢渣用复合精炼剂提前改质造还原渣，及进行预脱氧，这不仅可节省LF炉精炼处理时间，提高了LF炉处理效率，而且可减少LF炉高成本复合脱氧剂的应用28 钢包精炼渣成分控制 不管采用何种精炼方法（如RH、LF、VD），合理搅拌强度和合理精炼渣 组成是获得洁净钢水的基础 合适的钢包渣成分： CaO/ Al2O3 =1.51.8，CaO/SiO2=813，（FeO+MnO）小于5% ，高碱度，低熔点、低氧化铁、富 CaO 钙铝酸盐的精炼渣，能有效吸收大颗粒夹杂物，降低总氧29LF精炼渣成分如表：307结语 1.复合精炼剂脱氧、改质试验结果表明，采用120Kg(1.5Kg/t钢) 复合精炼剂脱氧，60Kg(0.75Kg/t钢) 复合精炼剂改质钢渣，能实现钢水预脱氧（氩前O平均为65.98PPm，氩后平均O为14.1PPm），钢渣改质( (FeO)+(MnO)平均为3.76%) (Fe。