合金化的特点

转炉炼钢脱氧合金化的特点贾卫国（陕西略阳钢铁有限责任公司炼钢分厂）摘要：论述了转炉炼钢脱氧、合金化的特点，并结合实际对脱氧剂使用、合金化工艺进行了探索。关键词：硅钡钙硅钒氮一、前言略阳钢铁有限责任公司二炼钢自投产以来，通常采用硅钡钙、增碳剂、硅铁、锰硅铁、钒氮等作为脱氧、合金化材料。在冶炼HRB335钢时，合金易结块，造成[SI]、[Mn]成分波动大，冶炼HRB400钢时，钒氮合金回收率不稳定，易出现废品等问题，为此，对原有的脱氧、合金化特点进行了解，改进合金加入量，加入方法，有效解决上述问题。二、各种合金特点（一）硅钡钙主要成份Ca30.16%，Ba10.69，Si20.38，采用硅钡钙脱氧，由于在炼钢温度下Ca的蒸汽压非常高，故反应激烈，加上有部分脱氧产物为气体CO，钢液搅动比较强，有利于合金的快速溶化和成分的均匀。加入到钢中的硅钡钙是以氧化钙、硫化钙、铝酸钙的形式存在于钢中，由于钢中的AI2O3与钙钡的脱氧产物生成复合的钙酸盐夹杂，因此，钢中单纯的铝夹杂减少。钡在炼钢温度范围内有效地降低钙的蒸气压，增加钙在钢液中的溶解度，同硅钙合金相比，用硅钡钙合金作为钙源加入钢液中，加入的钙量即使是钙合金加入量的一半时，钢液中的钙含量却是硅钙合金的两倍左右，钙在钢液中也显著提高，充分显示钡在钢液中有效的保护了钙，降低了钙的氧化，从而达到对钢液钙处理的目的。（二）锰的特点锰是一种非常弱的脱氧剂，在碳含量非常低，氧含量很高时，可以显示出脱氧作用。锰的作用是消除钢中硫的热脆倾向，改变硫化物的形态和分布以提高钢质。锰对铁素体的固溶强化能力极强，可以提高钢的强度，钢含锰量高时，具有明显的回火脆性，锰对钢有使钢过热的倾向，为了克服这一倾向，可在钢中配加少量细化晶粒的元素钒等。钒产生极稳定的碳化物，可以强烈细化晶粒，所以钢中加钒对钢的性能特别有利。（三）硅的特点硅是钢中最基本的脱氧剂。普通钢中硅在0.17—0.37%,1450℃钢凝固时，能保证钢中与其平衡的氧小于碳平衡的量，抑制凝固过程中CO气泡的产生。硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度，硬度增加，塑性、韧性降低，硅与钢水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去。硅能还原钒①2/5V2O5+Si=4/5V+SiO2②1/2V2O4+Si=V+SiO2③2/3V2O3+Si=4/3V+SiO2④2VO+Si=2V+SiO2当钢中加入钒时，硅铁消耗增加．硅锰结合，Mn可下降，因为Ｓi引起的脱碳，Si有微弱的抑制晶粒长大的作用，可稍下降Mn引起的调质粗晶，有相互改善作用．硅对钢性质的影响：1600℃纯铁中每增加1％的硅，碳的饱和溶解度降低0.294％；铁的熔点降低8℃,密度降低80kg/m3；［Ｎ］的饱和溶解度降低0.003％；［Ｈ］降低1.4cm3/100g，钢的凝固区间增加10℃；钢液的收缩率提高2.05％．（四）碳的特点碳也是重要的合金元素，钢的碳决定了钢的液态和凝固性质。在1600℃[Ｃ]≤0.8%时碳钢的熔点降低6.5℃,密度减少4kg/m3；黏度降低0.7%；[Ｎ]的溶解度降低0.001%；[Ｈ]的溶解度降低0.4cm3/100g，增大凝固区间17.79℃。（五）钒的特点：钒是强碳化物形成元素，所形成的碳化物极其稳定不易溶解。钒氮合金应用于高强度低合金钢中，可用于进行有效的钒氮微合金化，促进钢中碳钒氮化物的析出，更有效地发挥沉降强化和细化晶粒作用。钒容易氧化，故应在钢液脱氧良好时加入，并随即补加一批硅铁料，以稳定和提高钒的回收率。加入钒氮合金时，因钒与硅反应，各种碳化物，碳氮化合物，在钢液中激烈反应，加入的合金不易结块。（六）钢水覆盖剂成分CaO15~25%，SiO238~45%，AI2O33~8%,熔点1200~1300℃。三、冶炼HRB335钢脱氧合金化实际操作钢水量54吨，加入锰硅合金1300公斤，硅合金150公斤，碳130公斤，硅钡钙60公斤，将钢水覆盖剂提前加入包内在钢水流出总量的4/1时开始加入硅钡钙脱氧，加入碳粉再加入锰，硅等合金，加合金同时吹氮搅拌，由于加入量大不可一次将合金全部加完，应在中途关停一次，钢水流出3/4时全部加完，钢水快出完时投入挡渣球挡渣。冶炼HRB400钢脱氧合金化与335基本相同。钢水量540吨，加入锰合金1300公斤，硅合金180公斤，碳130公斤，硅钡钙60公斤，钒氮合金30公斤，过程与上同，钒氮合金最后加入。四、改进脱氧合金化的特点原理在钢包内提前加入钢覆盖剂对合金结块现象有所改善。加入到钢包中的覆盖剂，溶点比钢水温度低，形成一层液渣稀释钢包中原有炉渣，使合金加入钢包内无阻挡，易化开，不会浮在炉渣上，而深入钢水中溶化。覆盖剂还能吸附钢液表面有害及杂物，防止钢水二氧化和热辐射，不结壳，对钢成份没有污染。加强吹氮过程，从原来3分钟延长到4分钟，预防合金结块，均匀成分。从硅的特点知道由于硅与钒反应，使钒的收得率提高，硅的消耗增加冶炼HRB400钢时，合金不易结块。五、实际效果使用覆盖剂后提高了合金收得率，降低了钢水中的夹杂物含量。提高稳定了钒的收得率。减少了钢包中的炉渣量和钢水回磷量。六、结语用硅钡钙脱氧可以稳定，提高合金元素的回收率。善用各种现有材料改善钢水流动性，有效去除钢中夹杂物，提高钢水纯净度。参考文献1.《炼钢学》2.《河南冶金》2006年增刊3.《甘肃冶金》2009年12月4.《转炉炼钢问答》转炉炼钢脱氧合金化的特点姓名：贾卫国鉴定等级：炼钢技师单位：陕西略阳钢铁有限责任公司炼钢分厂日期：2010年8月