鎂鋁鈣合金在Ｈ０８Ａ鋼中的應用

張　全　陳　軍　郭旭東

摘要：宣鋼煉鋼廠針對生產低碳低硅焊條鋼存在的質量問題，通過合理選擇脫氧卉町種類，優化脫氧方法。使鋼水和鑄坯質量大大改善，取得了寶貴經驗。

關鍵詞：低碳低硅焊條鋼；鎂鋁鈣合金；應用

一、前言

低硅、低碳鋁鎮靜鋼為改善組織結構，消除皮下氣泡產生，通常要求具有微量鋁含量，鋼中夾雜物數量要少，尺寸要小，并能呈塑性，生產中采用大量的鋁進行脫氧，鋼水過剩的氧量勢必產生大量的Al₂O₃，常導致水口結瘤，中斷澆注。因此，選擇合適的脫氧材料，執行正確的脫氧工藝路線是生產低硅、低碳鋁鎮靜鋼的重要環節。宣化鋼鐵責任有限公司(以下簡稱宣鋼)，2005年焊條鋼H08A規模生產以來，脫氧工藝長期采用轉爐鋁錳預脫氧與吹氬站喂鋁線輔助降氧，后喂鈣線變性處理的方式，此工藝到氬站控氧極其不穩定，氬站喂線量較大，對鋼水中變性產物，變性量及時間要求高，稍有處理不當易造成鑄機鋼水可澆性差，導致澆注時中包水口發生蓄流，嚴重時缺流、停機;另外，水口內的粘附物一旦被沖刷掉，隨即進入鋼中，惡化鋼坯質量，生產中通常采用與XY08Z套拉緩流的方式解決已粘附的水口，鋼種命中率低，改煉爐次較多，連拉爐數8-10爐，如分坯不準確，鑄坯易產生成分異議；因控氧不穩定，氧站處理過程中爐渣回氧現象較為明顯，硅損嚴重，硅低于0 015％時，易產生皮下氣泡，無法正常軋制。

二、含鋁，鎂，鈣脫氧荊脫氧基奉原理

通常在生產低碳、低硅鋁鎮靜鋼時都是先用鋁脫氧，而后喂鈣線對夾雜物變性處理。為了消除鋁脫氧鋼中A1₂O₃夾雜的危害，大多采用鈣處理，當鈣、鋁復合脫氧時，活度積比單獨用鋁的活度積小，其脫氧能力大(約為190倍)，鈣的存在提高了鋁的脫氧能力，即在達到同樣的脫氧效果時，減少鋁在鋼中的消耗量，同時鋁的存在也減少了強氧化劑鈣的脫氧消耗和鈣的揮發損失，避免二次氧化時產生更多的A1₂O₃夾雜堵塞水口；鎂和其它強脫氧劑如鋁做成合金形式不僅可以降低其蒸汽壓，提高其利用率，脫氧時相互作用生成復合脫氧產物，在鋼中更易上浮排除。使用鈣鎂脫氧劑，可以進一步地降低鋼中的氧和硫、改善夾雜物的形態、大小和分布；經過鈣處理后，鋼中仍然會存在大顆粒的鈣鋁酸鹽。經過鋁脫氧后的鋼進行鈣處理后，氧化物的面積增加了大概六倍，鎂處理后的鋼中氧化物夾雜的面積幾乎沒什么變化，并且細小，鎂與鈣一樣，鎂脫氧產生的MgO也能與Al₂0₃反應生成鎂鋁尖晶石，MgO A1₂0₃在鋼中不容易聚集長大，高度彌散分布在鋼中；鎂處理后鋼中非金屬夾雜物的尺寸分布也發生明顯變化。

脫氧劑對鋼中夾雜物尺寸數量和尺寸分布影響

(二)使用鎂鋁鈣合金處理試驗方案：

1、基于含鈣、鎂、鋁脫氧劑的脫氧及脫硫速度快，增強變性效果的原因，方案使用鎂鋁鈣合金替代原鋁錳合金脫氧，成分含量如下：

2、轉爐終點控制執行原有工藝。

3、出鋼用鋁鎂鈣鐵代替原工藝鋁錳合金脫氧。

鋁鎂鈣鐵合金按1.3kg／噸鋼加入量；其它合金及渣料加入量執行現有工藝。

4、出鋼1／3后，加入1／3鋁鎂鈣合金，再加入其它合金，然后加入剩余的鋁鎂鈣鐵。

共試驗了8爐，其中5爐用鎂鋁鈣鐵脫氧，3爐采用原工藝進行脫氧。轉爐出鋼成分、出鋼過程中加入脫氧劑，所加合金種類及數量，出鋼后鋼包定活度氧值見表3，

5、試驗結果及分析：

12526至12530為鎂鋁鈣鐵脫氧爐次，12531至12533為用鋁錳合金脫氧爐次。由表3可以看出用鎂鋁鈣鐵脫氧較用脫氧的爐次的到站活度氧含量低，氧值穩定，在終點相同時，加1.6kg／噸鋼鎂鋁鈣鐵脫氧的12526爐次的到站活度氧含量，比加相同鋁量2.2kg／噸鋼12533爐次的鋁錳鐵到站活度氧含量低近20ppm，鈣、鋁吸收率較高，說明鎂鋁鈣鐵有很強的脫氧效果，適當的增加鎂鋁鈣鐵的量可以進一步的降低鋼中的氧含量，且脫氧脫硫速度比較快。從分析過程硫含量。加鎂鋁鈣鐵爐次較加鋁錳爐次的硫含量降低近0.002％-0.003％，但在終點出鋼碳低，氧含量較高情況下，鈣、鎂主要與鋼中的氧反應，脫硫效果不明顯。

三、結論

主要試驗結果如下：

(一)通過脫氧劑對比試驗中，鎂鋁餌鐵有很強的脫氧、脫硫作用，且脫氧脫硫速度比較快。

(二)鋁鎂鈣脫氧劑對H08A鋼液脫氧。鋼中的活度氧值較原工藝脫氧的爐次的低。且鋼中活度氧值比較穩定，鋼中殘余的非金屬夾雜物大幅度減少。

(三)使用中存在的問題及相關技術措施：

在使用鎂鋁鈣合金對H08A鋼脫氧后，活度氧值很穩定，減少了氬站大量補鋁線降氧的操作，但由于生產中無法實現理想的擋渣效果，即滿足鋼包渣層厚度≤70mm；爐渣回氧的問題仍然時常造成反復喂線。對鋼水污染嚴重，影響可澆性及造成鋼水硅損失，以往多采用對鋼包渣的改性，如出鋼畢加入鋁餅、鋁粒，降低渣的氧化，或出鋼時向鋼包內加入精煉渣；但改性劑與爐渣反應時間不穩定，加入量難確定，量大時與鋼水、爐渣雙重反應，氬站定氧波動大。

引入鎂鋁鈣合金后嘗試取消氬站喂補鋁線的操作，使用鎂鋁鈣合金投補降氧及爐渣改質，鋼水降氧較穩定，但由于比重較輕，后由鋁錳替代其作為后補降氧及爐渣改質：該操作在生產實踐中已推廣應用，大大縮短了爐外處理的時間。

(四)通過該脫氧劑推廣試驗，相關工藝操作得到優化，H08A命中率提高，平均每個中包煉18爐以上，最高煉成爐數達24爐，減少了蓄流和損鋼，無停機事故發生。

采用鋁鎂鈣鐵合金脫氧，不但脫氧劑用量少，脫氧充分，而且該脫氧劑有改變夾雜物形態，促進夾雜物上浮的功能，鋼中夾雜物量減少，減輕了LF精煉工藝中喂鈣線變性處理的負擔，凈化了鋼液?？商岣吒纳泼撗跣?，提高鋼水潔凈度，確保煉鋼生產工藝順行，降低生產成本。