夏雪生
(新余鋼鐵集團(tuán)有限公司,江西 新余 338001)
煉鋼脫氧是煉鋼的重要工序,若無(wú)法進(jìn)行高效地?zé)掍撁撗?,直接影響煉鋼夾 雜物的控制,煉鋼的脫氧不徹底,給夾雜物的氧化空間,鑄坯在氧氣下,容易在皮下產(chǎn)生氣泡、水口結(jié)瘤、坯夾雜物增多等問題。因此,對(duì)鋼水的脫氧進(jìn)行徹底,能夠降低鋼中氧化夾雜物數(shù)量,改變硫化夾雜物形態(tài),增強(qiáng)鋼材穩(wěn)定性以及穩(wěn)定力學(xué)性能。煉鋼脫氧不徹底是夾雜物清潔的關(guān)鍵,同時(shí),轉(zhuǎn)爐吹煉是煉鋼的工序,爐吹過程中,熔池供氧需要滿足一定的量,才能確保耐火材料的穩(wěn)定性,鋼水也能發(fā)揮溶解氧氣的作用,而鋼水含有溶解氧,增加了鋼水危害性,爐內(nèi)吹煉會(huì)增加實(shí)物質(zhì)量,脫氧未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有嚴(yán)重危害,吹煉結(jié)束要保證脫除到的程度,能推動(dòng)澆注的有序和高效,對(duì)鑄坯的結(jié)構(gòu)合理性有較好的作用。因此整個(gè)煉鋼過程必須選擇正確的脫氧劑,并控制脫氧劑的加入量,也要控制鋼水的含氧量,確保脫氧程度。
吹煉終點(diǎn)鋼水氧含量是氧化性的量性指標(biāo),含氧量越大,氧化性越強(qiáng),而影響鋼水氧含量的因素有以下幾種。第一是終點(diǎn)碳含量,終點(diǎn)碳含量與鋼水氧含量成反比;第二是鋼水中的余錳含量,余錳含量與含氧量成反比,余錳含量直接影響了鋼水的碳含量,間接影響了鋼中氧含量;第三是鋼水溫度,鋼水溫度越高,鋼水的氧含量就越充足;第四是操作工藝,操作工藝有主觀性,工藝的精湛程度直接影響了鋼水的氧含量,高槍位的操作及熔池?cái)嚢璧某潭鹊鹊戎苯佑绊戜撍难鹾浚坏谖迨浅鲣撓略ば?,下渣的程度影響鋼水氧含量?/p>
轉(zhuǎn)爐煉鋼必須脫氧,才能確保煉鋼的有效性,氧化精煉時(shí)需要對(duì)鋼水脫氧,對(duì)冶煉終點(diǎn)的鋼中氧含量徹底脫離,才能有助于下一步的順利澆注。當(dāng)然,脫氧并不完全能把鋼水含氧量全部清除,僅僅是脫除鋼種要求范圍內(nèi),避免脫氧產(chǎn)物和非金屬夾雜物的產(chǎn)生,控制夾雜物的形態(tài)和數(shù)量規(guī)模。
煉鋼脫氧脫氧劑選擇需要合適脫氧金屬,脫氧劑還要結(jié)合合金,確保吹氬喂絲脫氧的合金化,常見的脫氧劑常見的有硅鈣鋇,硅鈣鋇合金是Ca、Ba 在鋼中的氧化合金,合金和脫氧劑同時(shí)加入鋼水中能夠完全溶合,液態(tài)下兩者可完全互溶,鋇在鋼水的氣化能夠加速鈣的溶解度,鈣的應(yīng)用作用得到提高;鋇和硫在鋼水的溶解度程度較小,因此投入硅鈣鋇合金的脫氧劑達(dá)到很好的脫氧效果,降低鋼水的氧化性。同時(shí),脫氧劑不僅要有脫氧功效還要有吸附能力,吸附脫氧產(chǎn)物,并有效排。另外,脫氧劑的投入要有秩序,低強(qiáng)度的脫氧劑投入后才到高強(qiáng)度的脫氧劑,確保脫氧程度由弱到強(qiáng)。脫氧過程還需要增加元素的融合,形成合金化的元素能夠增加脫氧的穩(wěn)定性,避免合金燒損;
脫氧工藝直接決定了脫氧效果,不同脫氧工藝下鋼水的總氧含量也會(huì)有差別。首先,轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)需預(yù)脫氧,這個(gè)階段的工序是將硅、錳及其他元素的合金化爐后吹氬以及喂絲,其次進(jìn)加熱精煉,再進(jìn)行真空澆注。但是鋼的類別不同對(duì)脫氧工藝要求不同,尤其是鋼水的鋇物質(zhì),既能與夾雜物形成表面活性物質(zhì)排出鋼水,又能起到細(xì)化晶粒的作用。而使用鋁鐵脫氧劑時(shí),要控制沉淀脫氧量,鋁鐵作為強(qiáng)金屬型脫氧劑,要沉淀鋁低碳鋁,沉淀脫氧時(shí)鋼提高鋼水的金屬鋁、硅,降低鋼水中富含的氧、氮,從而降低鑄坯中電解夾雜物,產(chǎn)生的酸溶鋁用于連續(xù)鑄澆注,能大幅度降低鋼水氧含量。
夾雜物通常出現(xiàn)在冶煉和澆注 兩個(gè)階段,因此,夾雜物的控制需在兩個(gè)階段采取不同的方法。非金屬相投入用于脫氧,過程中生成化合物,當(dāng)遇到鋼中非金屬夾雜物,直接降低了鋼物理性能。鋼中夾雜物主要是鋼的脫氧過程產(chǎn)生的物質(zhì)或脫氧過程元素與氧氣產(chǎn)生的二次氧化產(chǎn)物,同時(shí)還伴有混入鋼中的爐渣以及煉鋼材料。外來(lái)夾雜物顆粒大,浮在鋼水肉眼易見,內(nèi)生夾雜偶然和不規(guī)則,難以發(fā)現(xiàn)。
轉(zhuǎn)爐這一環(huán)節(jié)中減少生成夾雜物的數(shù)量,應(yīng)控制好以下幾點(diǎn),第一是控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的氧含量,通過補(bǔ)吹及深吹來(lái)控制終點(diǎn)含量;第二是提高轉(zhuǎn)爐終MgO 含量和堿度,通過出鋼擋渣、爐渣改性等實(shí)現(xiàn)控制含量和堿度;第三是降低鋼水硫含量,通過是抑制硫化物來(lái)實(shí)現(xiàn),第四是減少高堿度脫硫熔渣和鋼水密度差,密度不同導(dǎo)致熔渣無(wú)法融入鋼水內(nèi)部,則熔渣從鋼水析出,達(dá)到了夾雜物的脫離的目的。
第一,鋼水保護(hù)澆注。精煉處理后鋼水需要隔絕與空氣、耐火材料、爐渣發(fā)生反應(yīng),需要對(duì)鋼水采用保護(hù)澆注,對(duì)隔絕鋼水與大氣的接觸效果顯著,控制高溫條件下鋼水對(duì)氧、氮的吸收量,同時(shí)確保中間包一結(jié)晶器的氣密性,中間包采用覆蓋劑,能夠吸附上浮和溶解結(jié)晶器內(nèi)上浮的夾雜物。第二,中間包冶金。中間包夾雜物的去除需要增強(qiáng)夾雜物的上浮能力,通過擋墻、壩、阻流器來(lái)控制和優(yōu)化流動(dòng)的鋼水中的中間包鋼液流向,利用擋墻對(duì)鋼包的沖形成的渦流限流,中間包水口處鋼液流動(dòng)穩(wěn)定下來(lái)的時(shí)候,夾雜物此時(shí)上浮排出。
在煉鋼企業(yè)中,脫氧工藝是非常重要的一道工藝技術(shù),其將會(huì)關(guān)系到后續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,要求工作人員能充分重視并科學(xué)運(yùn)用脫氧工藝,并能夠采取有效措施來(lái)控制其夾雜物,確保產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)。