1、冶炼脱氧合金化目的和方法简介在炼钢过程中因为脱碳反应的需要，要向钢液中供氧，就不可避免地使后期钢中含有较高的氧，氧无论是以液体形态还是以氧化物形态存在于钢中都会降低钢的质量，所以必须在冶炼后期或出钢过程中将多余的氧去除掉。向钢中加入脱氧元素，使之与氧发生反应，生成不溶于钢水的脱氧产物，并从钢水中上浮进入渣中，钢中氧含量达到所炼钢种的要求，这项工艺称为脱氧。 为了调整钢中合金元素含量达到所炼钢种规格的成分范围，向钢中加入所需的铁合金或金属的操作是合金化。 通常，锰铁及硅铁既作为脱氧剂使用，又是合金化元素。有些合金只是作为脱氧剂使用，如硅钙合金，硅铝合金及铝等。冶炼含铝的钢种，铝也是合金化元素。另
2、有一些合金只用于合金化，如铬铁、铌铁，钒铁、钨铁、钼铁等。在一般情况下，脱氧与合金化的操作是同时进行的。由于脱氧工艺不同，脱氧产物的组成也不同，怎样才有利于脱氧产物的排除呢?钢包脱氧合金化后，钢中的氧O溶形成氧化物，只有脱氧产物上浮排除才能降低O夹，达到去除钢中一切形式氧含量的目的。 脱氧工艺有 3 种。 第一、用 Si+Mn 脱氧，形成的脱氧产物可能有：固相的纯 Si02；液相的MnOSi02；固溶体 MnO-FeO。 通过控制合适的 w(Mn)/w(Si)比，能得到液相的 MnOSi02产物，夹杂物易于上浮排除。 第二、用 Si+Mn+A1 脱氧，形成的脱氧产物可能有蔷薇辉石(2MnOA1
3、2035Si02)；硅铝榴石(3MnOA1 2033Si02)；A1 203(wA120330)。控制夹杂物成分在低熔点范围，为此钢中 wAl0006，钢中O溶可达 0.0020(20ppm)而无 A1203沉淀，钢水可浇性好，不堵水口，铸坯不会产生皮下气孔。 第三、用过量铝脱氧。对于低碳铝镇静钢，钢中酸溶铝Als 含量为0.020.04，则脱氧产物全部为 A1203。A1 203熔点高达 2050，在钢水中呈固态；若 A1203含量多钢水的可浇性变差，易堵水口。另外，A1 203为不变形夹杂物，影响钢材性能。 通过吹氩搅拌加速 A1203上浮排出，或者喂入 SiCa 线、Ca 线的钙处理，改
4、变 A1203性态。Als 含量较低，钙处理生成低熔点 2CaOA1203Si02； Als 较高，钙处理应保持合适的 w(Ca)/w(Al)比，以形成12CaO7 A1203。 对于低碳铝镇静钢，通过钙处理，产物易于上浮排除纯净了钢水，改善了可浇性。 合金元素的吸收率又称收得率或回收率()，是指进入钢中合金元素的质量占合金元素加入总量的百分比。所炼钢种、合金加入种类、数量和顺序、终点碳以及操作因素等，均影响合金元素吸收率。 吸收率=(合金元素进入钢中质量/合金元素加入总量)100 不同合金元素吸收率不同；同一种合金元素，钢种不同，吸收率也有差异。影响合金元素吸收率的因素主要有： 1、钢水的氧
5、化性。钢水氧化性越强，吸收率越低，反之则高。钢水氧化性主要取决于终点钢水碳含量，所以，终点碳的高低是影响元素吸收率的主要因素。 2、终渣 TFe 含量。终渣的 TFe 含量高，钢中氧含量也高，吸收率低，反之则高。 3、终点钢水的余锰含量。钢水余锰含量高，钢水氧含量会降低，吸收率有提高。 4、脱氧元素脱氧能力。脱氧能力强的合金吸收率低，脱氧能力弱的合金吸收率高。 5、合金加人量。在钢水氧化性相同的条件下，加入某种元素合金的总量越多，则该元素的吸收率也高。 6、合金加入的顺序。钢水加入多种合金时，加入次序不同，吸收率也不同。对于同样的钢种，先加的合金元素吸收率就低，后加的则高。倘若先加入部分金属铝
6、预脱氧，后继加入其他合金元素，吸收率就高。 7、出钢情况。出钢钢流细小且发散，增加了钢水的二次氧化，或者是出钢时下渣过多，这些都降低合金元素的吸收率。 8、合金的状态。合金块度应合适，否则吸收率不稳定。块度过大，虽能沉人钢水中，但不易熔化，会导致成分不均匀。但块度过小，甚至粉末过多，加入钢包后，易被裹入渣中，合金损失较多，降低吸收率。 一般合金加入顺序应考虑以下原则： 1、以脱氧为目的的元素先加，合金化元素后加。 2、易氧化的贵重合金应在脱氧良好的情况下加入。如 Fe-V、Nb-Fe、Fe-B等合金应在 Fe-Mn、Fe-Si、铝等脱氧剂全部加完以后再加，以减少其烧损。为了成分均匀，加入的时间
7、也不能过晚。微量元素还可以在精炼过程中加入。 3、难熔的、不易氧化的合金，如 Fe-Cr、Fe-W，Fe-Mo，Fe-Ni 等可加在精炼炉或转炉内。其他合金均加在钢包内。 合金加入时间应掌握为：大多数钢种均在钢包内完成脱氧合金化。这种方法简便，大大缩短冶炼周期，而且能提高合金元素的吸收率。合金加入时间，一般在钢水流出总量的 1/4 时开始加入，流出 3/4 时加完。为保证合金熔化和搅拌均匀，合金应加在钢流冲击的部位或同时吹氩搅拌。各种铁合金加入量要按下列公式计算：钢种规格中限-终点残余成分合金加入量 1000铁合金中合金元素含量合金元素吸收率余锰量对合金加入量的影响终点钢水余锰量也是确定合金加入量的另一个经验数据，余锰量占铁水锰的百分比一般根据钢水终点碳含量确定，凡影响终点渣 （TFe）增高的因素，钢中余锰量都降低，反之余锰量会增高。目前转炉用铁水均为低锰铁水，终点钢中余锰量很低。
