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“硅钙钡 +碳化硅”复合脱氧工艺研究

陈爱梅1，郑 颖2，王爱兰1

( 1． 内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心，内蒙古 包头 014010;2． 内蒙古包钢钢联股份有限公司炼钢厂，内蒙古 包头 014010)

摘 要: 在生产 U75V 高速轨钢中，通过2 种试验方案的对比研究，得出: 在脱氧效果相当的条件下，采用“硅钙钡 +碳化硅”复合脱氧，可降低成品钢中的 w［Al］，钢中夹杂物也有降低的趋势。

关键词: 碳化硅; 脱氧; 合金化

包钢炼钢厂冶炼 U75V 高速轨钢，转炉脱氧合金化一直采用的是传统工艺，即采用硅铁合金化、焦炭份增碳、硅钙钡终脱氧。由于硅铁和硅钙钡中都含有较高的铝，在冶炼 U75V 高速轨过程中钢中w［Al］超标的现象严重，同时，由于转炉采用低碳出钢工艺，出钢后焦炭用量较多，造成钢中夹杂物增加［1］。碳化硅中w［Si］较高，而金属铝和杂质质量分数较少，采用“硅钙钡 + 碳化硅”复合脱氧工艺冶炼 U75V 高速轨钢，在脱氧效果相当的条件下，能降低成品钢中的全 w［Al］，钢中夹杂物也有降低的趋势［2］。

1 试验条件

1． 1 合金化学组成( 见表 1，表 2）

1． 2 试验条件与方案

1． 2． 1 试验条件

试验是在包钢炼钢厂生产的无铝脱氧钢种U75V 高速轨上进行，试验炉数 48 炉。试验工艺流程: 顶底复吹转炉冶炼→LF 精炼→VD 真空处理→大方坯连铸。转炉出钢脱氧合金化顺序为: 碳化硅→焦炭→硅钙钡→硅铁。U75V 高速轨钢的化学成分见表 3。

1． 2． 2 试验方案

试验方案见表 4，统计炉数各 16 炉。试验炉较对比炉比较，转炉终脱氧剂硅钙钡的加入量减少40 kg，焦炭的加入量减少 90 kg，碳化硅的加入量是根据与硅铁中配入相同的硅计算得到的。

2 试验结果

2． 1 碳化硅中 C、Si 收得率

若转炉出钢量按100 t 计算，焦炭中碳的收得率按 93% 计算，得到碳化硅中碳的收得率为平均91． 5% 、硅的收得率为平均 90． 4% 。

2． 2 碳化硅脱氧效果

2． 2． 1 转炉终点控制情况

表 5 分别为试验炉和对比炉，转炉终点钢水温度、氧活度和 w［C］结果。试验炉和对比炉转炉终点钢水中的氧活度值均较低。

2． 2． 2 转炉出钢罐内钢水氧活度

转炉出钢罐内钢水氧活度，试验炉波动范围( 20． 2 ～30． 8) × 10－ 6，平均 24． 1 × 10－ 6，对比炉波动范围( 14． 5 ～35． 9) ×10－ 6，平均 24． 3 ×10－ 6。从钢水氧活度分布( 见图 1) 上看，钢水氧活度大多数分布在 25 ×10－ 6以内，其中试验炉占 68． 8%，对比炉占 60%。因此，认为试验炉与对比炉脱氧效果基本相当，同时，也说明了碳化硅在钢中起到了很好的脱氧作用。

2． 3 精炼渣控制情况

表 6 为试验炉与对比炉 LF 精炼后炉渣化学成分。从表中可以看到，试验炉和对比炉精炼渣碱度平均值分别为 2． 6 和 2． 5，渣中( FeO) 平均值分别为 0． 7%和 0． 8%。说明采用碳化硅脱氧合金化不会改变炉渣性能。

2． 4 钢中［O］T

从铸坯上取样检验钢中［O］T。试验炉波动范围( 8 ～23) ×10－ 6，平均 14． 6 ×10－ 6，对比炉波动范围( 10 ～27) ×10－ 6，平均 14． 8 ×10－ 6。从钢中［O］T分布( 见图 2) 上看，钢中［O］T大多数分布在 20 ×10－ 6以内，其中试验炉占 94． 5%，对比炉占 93． 8%。因此，进一步说明试验炉和对比炉脱氧效果基本相同。

2． 5 钢中 w ［Al］

中间包取样，检验钢中 w［Al］。表 7 为试验炉和对比炉成品钢中 w ［Al］，从表中可以看到，试验炉较对比炉钢中 w［Al］明显降低，从钢中 w［Al］分布上看，钢中 w ［Al］≤0． 004% 所占的比例试验炉和对比炉分别为 100%和 66． 7%。

2． 6 钢中非金属夹杂物的质量分数

在成品轨上取样，检验钢中金相夹杂物的质量分数。表 8 为钢中金相夹杂评级结果，从表中可以看到，试验炉较对比炉钢中非金属夹杂物有降低的趋势。

3 结论

( 1) 碳化硅在钢中起到了很好的脱氧作用;

( 2) 在脱氧效果相当的条件下，试验炉与对比炉比较，可明显降低成品钢中的 w［Al］;

( 3) 采用硅钙钡 + 碳化硅复合脱氧，成品钢中非金属夹杂物有降低的趋势。

参 考 文 献

［1］ 张朝晖，巨建涛，李小明． 转炉碳化硅脱氧试验研究． 四川冶金，2001，( 1) :13 －14．

［2］ 李永刚，赵红亮，黄道昌． 转炉应用碳化硅合金化的生产实践． 炼钢，2006，22( 6) :10-11