为了改变钢水非金属夹杂成份和降低其含量、脱硫、提高钢的强度和塑性、除或减少浇铸水口脱氧物结瘤的现象，许多冶金企业开始采用含钙材料，特别是硅钙。以下几种钢水喂钙方法众所周知：即块料、用惰性气体流喷粉、喂人粉末料包芯线。最后一种方法得到了最广泛推广。这是由于，向渣面添加硅钙块时，大量钙氧化，且回收率不高，为0.5%－2%。喷吹粉末钙未得到广泛应用的原因在于设备复杂、要用惰性气体流载入钙。这导致喷粉时气体、烟气释放量大，钙的回收率约低７－８％。

　 采用硅钙包芯线处理钢水可使钙回收率提高到1５－２０％。这是由于装有粉末料的包芯线以适当速度喂人大于临界深度约1.2ｍ的钢水中。在此深度下钢水静压力使钙的蒸汽压力平衡。形成的钙液滴上浮，与溶于钢水中的氧、硫、非金属夹杂相互作用，形成硫化物，将氧化铝和铝代硅酸盐变性成具有硫化物膜和无硫化物膜的球状铝酸夹杂。

　 在一定的含钙量条件下形成含60%CaO和用60％－40％Al2O3非金属夹杂，在炼钢工艺温度时这些夹杂以液态处于钢水中。这个含钙量取决于钢水的氧化铝数量和其活性，首先取决于钢水铝总量、炉外处理温度和条件。为了形成这种成份的夹杂，必须在钢水中获得规定的钙、氧化铝含量和氧活性。各种文献资料推荐用于防止浇注水口结瘤的[Ca]/[AL],[Ca]/[O]比例关系如下：

　 西西伯利亚冶金公司数据:[Ca]/[AL]=0.1－0.2用于S≤0.01和a〔O〕≤0.001.5钢水；

　 计算数据[3]：[Ca]/[AL]=0.05－0.06,CaO/ Al2O3=40/60用于t=1600℃ 时含0.03－0.04%Al、S<0.009%钢水；[Ca]/[AL]=0.11－0.14,CaO/ Al2O3=50/50用于t=1600℃时含0.03－0.04％、Al、S<0.009%钢水；[Ca]/[O]=0.6－1.2

　 日本公司数据：[Ca]/[Al]=0.085－0.125用于含0.015－0.04％ Al S45C钢水；〔Ca〕/[Al]=0.05－0.125用于含0.015－0.04％Al、S≦0.018% S45C钢水。

　 从１９９３年起，奥斯科尔电炉钢厂采用硅钙粉处理钢水，而从1９９４年起采用包芯线。又用硅钙包芯线处理钢水可扩大公司生产的钢品种：管坯和型坯、压缩弹簧钢和含0.02－0.04％Al的结构钢。处理铝合金化钢水时CK２０钙耗量最初为1kg/t－1.5kg/t钢。在连铸机上批量浇铸时发现，在某些情况下发生了中间包滑动水口结瘤，这导致合格钢产量下降。

　 为了减少因水口堵塞引起的工艺中断，稳定地获得钢中要求的含钙量，规定硅钙包芯线的喂人速度为200-300m/min;研制了钢水综合处理装置上采用钢水喂包芯线的自动化气动装置。１９９８年选定硅钙粉丝喂入量，保证连续８炉钢水含0.02－0.05％Ａl和＜0.02％ S。每炉数据中，生产低碳钢时的[Ca]/[AL]比例关系为0.1－0.19、中碳钢为0.07－0.15。减少浇铸水口结瘤可使浇铸改用侧边出钢的刚玉石墨水口。

　 为了冶炼含0.02－0.04％Ｓ钢水，1994年试验过出钢和真空处理时添加含硫块填充剂工艺。但是采用硫黄铁矿块未保证钢水含硫量稳定在规定范围内。而且，不同的化学成份、氧活性和渣量、钢水脱硫能力，不同的钢水温度对钢水中硫的回收率和炉外处理过程中降低含硫量产生影响。为了稳定硫的回收率必须在炉外处理后加料。

　 由于采用新的合金化方法，即含硫黄铁矿包芯线，随后采用含硫包芯线，提高了硫的钢水合金化精度，成功达到了钢水合金化精度±0.004％。发现硫合金化钢水因浇铸水口结瘤造成的工艺中断比其它品种多。推测硅钙处理时落人钢水中的固态硫化物、以及包覆氧化铝部分变性夹杂的硫化钙对增加工艺中断产生了影响。

　 为减少或防止上述物质落入，确定了喂入硅钙的最低数量。为此冶炼了５炉中碳合金钢，硅钙（ＣＫ３０）包芯线喂入量逐步从81kg/t降至37.5kg/t。生产铝合金化含量0.03％中碳钢时，将硅钙（ＣＫ３０）从0.54ｋｇ／ｔ降至0.25ｋｇ／ｔ并未导致浇铸水口堵塞。

　 冶炼非硫合金化钢时获得良好结果后，在生产硫合金化钢时开始降低硅钙数量。在降低硅钙喂人量时控制钢水含钙量。钢水中钙的回收率平均为30%，从21%－42%变化。钙回收率系数与硅钙喂人量无关。

　 在硅钙量从6－9kg/t降至0.4kg/t和从0.7kg/t降至0.3kg/t情况下，低碳钢和中碳钢因浇铸水口堵塞造成的工艺中断平均降低17kg/t和14kg/t。

　 优化硅钙粉末包芯线和含硫粉末包芯线处理钢水工艺，可提高硫合金化钢水精度和提高合格钢产量。低碳钢因浇铸水口堵塞造成的工艺中断可降低5/6以上、中碳钢降低1/2。喂人硅钙时由于钢水中残余含硫量低（0.005＝0.010％），工艺中断减少。

　 结 语

　 奥斯科尔电炉公司研究采用粉末包芯线处理钢水工艺，可开发生产硫合金化的新型优质钢，降低生产钢成本和改善生产钢的质量。