顶渣处理的运用和探索.doc

顶渣处理在我厂的运用 摘要 随着社会的发展，用户对钢材的质量要求是越来越高。所以，我厂在生产过程中，运用合成渣的一些精炼功能，采取对钢包渣进行一定的处理，来提高钢产品的质量。 关键词：调渣剂 顶渣处理 合成渣 溶解氧 一、顶渣处理的理论基础 我厂在顶渣处理过程使用的调渣剂属于一种合成渣。合成渣是为了达到一定的冶金效果，而按照一定成份配制的专用渣料，使用合成渣可以达到以下冶金效果： 1、强化脱氧； 2、强化脱硫； 3、强化脱磷； 4、加快钢中夹杂物的排除； 5、防止钢水吸气； 6、部分改变夹杂物的形态； 7、减少钢水温度散失； 8、形成泡沫性渣达到埋弧加热的目的。 我厂主要是利用合成渣强化脱氧，也利用上述第4、5、6、7功能。 （1）、合成渣脱氧 采用铝对钢水进行脱氧，进行这以下的反应： 2[Al] + 3[O] = Al2O3(s) lgK = 62762/6－22.42 由反应来看，钢中溶解氧的活度高低，除了取决于钢中溶解铝的含量外，还取决于脱氧产物Al2O3的活度。如果能降低脱氧产物Al2O3的活度，将有利于脱氧平衡向生成Al2O3的方向移动，从而降低钢中氧的活度。由炉渣的共存理论可知，在由CaO-Al2O3组成的炉渣中，CaO·6Al2O3， CaO·2Al2O3，CaO·Al2O3，12CaO·7Al2O3，3CaO·Al2O3等复合化合物是存在的 ，这些复合化合物的存在消耗了相当比例的Al2O3,使Al2O3的活度降低，促进反应向生成Al2O3的方向移动，达到降低溶解氧的目的。 合成渣中含有CaO和Al2O3成份，CaO的加入提高了渣的碱度，而提高渣的碱度可以降低钢包渣中SiO2的活度，并能提高脱氧剂在钢和渣中的脱氧能力。合成渣中往往含有一定脱氧产物相同的成分，如Al2O3。由于合成渣是由多种化合物成分组成，熔点很低。这就使得合成渣与脱氧产物间有很小的界面张力，且可使夹杂物很快溶入合成渣中。一般来说，钢中夹杂物与钢水的界面张力远大于夹杂物与合成渣间的界面张力，使得夹杂物的吸收变的更容易。并且合成渣的加入，可以改善熔渣的粘度或者流动性，而熔渣的流动性对金属扩散脱氧的速度有很大的影响。 二、脱氧剂对钢包渣的冶金作用 转炉冶炼过程中为了脱磷、脱碳，炉渣的氧化性是比较高的，特别是冶炼低碳低硅钢种。而在出钢过程中有一定量的渣进入钢包中。虽然在氩站对钢水进行了充分的脱氧，达到工艺的要求，却存在着渣中的氧和钢水中的溶解氧不平衡，渣中的氧要通过钢-渣界面向钢水传递，产生二次氧化，形成新的夹杂物，影响钢水的质量。我厂在生产Q195L、STW22、CM钢种就存在着这样的问题。钢水的溶解氧在转炉氩站经过处理已经达到了要求，而在浇注过程中测定连铸中包的溶解氧要高出许多，影响了铸坯的质量。因此针对此情况，我厂采用了在出完钢后，在钢包渣面上加入一定量的脱氧剂（如硅铝钡钙、铝粒等），降低渣的氧化性。脱氧剂和渣存在着如下的反应： Me+（FeO）——（MeO）+Fe 其中Me表示为脱氧剂； 反应产物（MeO）且能被加入了调渣剂的钢包渣所吸收，不污染钢水。 由于加入了调渣剂改善了渣的流动性，促进了脱氧剂扩散脱氧的进行，也就促使了钢-渣界面氧的平衡，减少了钢水二次氧化的行为。 三、出钢过程中加入调渣剂的冶金作用 在一般情况下，钢液与炉渣之间相互作用时的脱氧速度可用下式表示： VC = dc/dt =?c·Γ单位·（[c]－[c]平衡） 式中 t-时间，秒； Γ单位―――钢和渣的单位接触面积，等于总的接触面积Γ（米2）与金属总体积V（米3）之比； [c]---金属中氧的含量，％； [c]平衡----氧的平衡含量，％； ?---取决于钢和渣中物质扩散速度及钢与渣搅拌功率大小的传质系数。 四、实际的操作和效果 ①我厂在生产Q195L、STW22、CW510L的运用上述手段。在出钢过程中加入一定量的调渣剂，出完钢后，在钢包渣面上加入一定的脱氧剂。 调渣剂的成分如下： 项目 CaO SiO2 Al2O3 含量（%） 41.20 9.68 32.18 具体加入量如下： 钢种 调渣剂（kg/炉） 脱氧剂（kg/炉） Q195L 180 10（CaBaAlSi） STW22 240 5（Al粒） CM 180 10（CaBaAlSi） 相对应的取钢包渣进行分析测定如下表： 化学成份％ SiO2 Al2O3 CaO MgO TFe FeO S P R 19.13 18.97 30.7 7.55 1.41 2.6 0.073 0.094 1.6 22.14 22.07 28.1 6.28 0.82 1.43 0.096 0.007 1.3 20.17 19.49 36.83 4.94 1.26 2.28 0.143 0.024 1.