鋼包頂渣控制簡介

?在鋼水爐外精煉中，通過控制頂渣(指精煉爐上部的熔渣)的化學(xué)和物理性質(zhì)以及渣量，利用頂渣與鋼液的反應(yīng)，控制鋼水中多種元素的含量，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的技術(shù)。 通過頂渣成分及數(shù)量的調(diào)整，可以控制鋼液中各元素的氧化和還原;頂渣吸收鋼液中的氧化物和硫化物夾雜，防止鋼液二次氧化和吸氣(H2和N2);還可減少鋼液輻射熱損失。一般通過頂渣與鋼液的反應(yīng)，可以控制硫、磷、氧三種元素。

為生產(chǎn)低硫鋼采用鋼包精煉加頂渣處理進(jìn)行脫硫，可使硫從35×10-6降至7×10-6。若采用帶加熱的精煉設(shè)備，均可將硫含量降至10-6級(jí)。應(yīng)用還原性頂渣脫硫時(shí)，要使渣中FeO的含量降至0.5%以下，以保證好的脫硫效果。生產(chǎn)實(shí)踐表明，脫硫效果良好的渣系為CaO-Al2O3-SiO2。CaF2對(duì)脫硫也是有益的，但考慮到含CaF2渣對(duì)鋼包襯的侵蝕較嚴(yán)重及CaF2的揮發(fā)易污染環(huán)境，所以CaF2的含量要嚴(yán)格控制。在CaO-Al2O3-SiO2渣系中，頂渣的組成對(duì)精煉效果和耐火材料包襯的侵蝕影響很大，效果最好的脫硫頂渣成分為:CaO60%、Al2O330%和SiO210%。噸鋼渣料加入總量一般為10~15kg，依鋼種對(duì)硫含量的要求而定。一般加入10kg/t的渣料，脫硫率≥60%;加入15kg/t的渣料，脫硫率≥80%。

根據(jù)脫磷反應(yīng)的熱力學(xué)條件，鋼包脫磷頂渣要求高堿度、高氧化性及大渣量，再結(jié)合鋼液的攪拌，就可得到良好的脫磷效果。一般脫磷的最佳頂渣成分是:CaO40%~55%，(FeO+MnO)35%~50%和(SiO2+P2OAl2O3)5%~15%。由于鐵水脫磷技術(shù)的發(fā)展，可生產(chǎn)低磷(

≤0.01%)和超低磷(

≤0.002%)鋼種。但生產(chǎn)磷低于10×10-6的鋼種，除采用鐵水預(yù)脫磷外，必須同時(shí)采用鋼水脫磷技術(shù)，即利用合理的鋼水頂渣，獲得低磷鋼。

通常鋼水終脫氧用鋁，再經(jīng)吹氬攪拌去除Al2O3夾雜，但要達(dá)到[TO]<20×10-6則較困難。爐外精煉可降低鋼中氧，由于耐火材料供氧，難以將氧降到較低水平。在1600℃用鋁脫氧，[Al]=0.04%，平衡氧含量為2×10-6。如果使用優(yōu)質(zhì)耐火材料(如高鋁磚等堿性鋼包)，并采用頂渣控制和吹氬攪拌，能使[TO]<15×10-6。頂渣的堿度R=(CaO)/(SiO2)要求約為3~5，渣的曼內(nèi)斯曼指數(shù)M=R/(Al2O3)為0.25~0.35(這是鋼包處理后按渣成分推算出的)。這種渣中氧活度特別低，在石灰飽和的渣中，氧化鋁含量不超過0.001%，鋼中相應(yīng)的氧活度在與渣平衡時(shí)小于0.5×10-6。

在噴射冶金操作中，頂渣需滿足以下基本要求，方能保證噴射冶金的效果。(1)高的堿度，R=(CaO)/(SiO2)可達(dá)到10;(2)有足夠的頂渣量，一般要求9~11kg/t;(3)為加速反應(yīng)和易于吸收夾雜物，要求頂渣的流動(dòng)性好;(4)渣中不含有大量不穩(wěn)定氧化物如FeO、MnO或SiO2。爐外精煉中，脫硫、脫氧和脫磷的最佳頂渣成分列于表中。

爐外精煉的最佳頂渣成分