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+SiO2
②1/2 V2O4+Si=V+SiO2
③2/3 V2O3+Si=4/3V+SiO2
④2VO+ 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4 kg/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