钢包炉吹氩与夹杂物去除
第3 期
王 立 涛 等 :钢 包 炉 吹 氩 与 夹 杂 物 去 除
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图3 钢液平均流速与吹氩流量的关系 fi g. 3 Rel ati on bet ween mean fl ow vel ocit y of molten
须考虑的问题 在这种情况下 应该采用双透气砖
甚至多透气砖 因为双透气砖对钢液产生的弱搅拌
作用延长了钢液水平流动的时间 更有利于夹杂物
的上浮 虽然许多研究者在这方面做了不少工作
但对双透气砖的安装位置问题还存在分歧 有必要
进一步深入研究
3 吹氩去除夹杂物
3. 1 钢液流动对去除夹杂物的影响 在钢包吹氩条件下 钢液的环流运动加速了夹
②合金化和成分微调G 钢包炉现已经发展成为 合金钢连铸生产线上不可缺少的控制成分的设备9 通过添加合金或喂丝可以进行合金化和成分微调G
③升温G 钢包炉采用埋弧加热9热辐射小\ 热效 率高G
④均匀温度\ 成分和去除夹杂物G 氩气搅拌加 速了钢-渣间的物质传递9有利于钢液的脱氧\ 脱硫 反应G 吹氩可以促进夹杂物颗粒与气泡之间的碰撞 和粘附9并加速 Al 2 O3 等夹杂物的上浮G
根 据 全 浮 力 模 型 9 钢- 渣 界 面 上 钢 液 的 最 大 水 平流速应等于钢 气流股中心线上的最大流速 由 此可以计算 出 钢 包 吹 氩 时 钢- 渣 界 面 上 钢 液 的 平 均 水平流速和平均循环流速与吹氩流量的关系 图 3 10 可见 钢液平均循环流速远大于夹杂物自由 上浮速度 因此 不能完全依靠夹杂物的自由上浮 来实现夹杂物的有效去除 3. 2 去除夹杂物的基本原理
搅拌能和最短的均匀混合时间
水模实验指出 双透气砖吹氩产生的搅拌功率
有一部分会互相抵消 因此 在相同的氩气消耗量
下 采用单透气砖吹氩比双透气砖吹氩能产生更大
的搅拌能 所以 在实际生产中 容量小于100 t 的钢 包炉大多采用单透气砖吹氩 尽管有些钢包炉设计
了2 块透气砖 实际上大多只使用其中的一块 铁水预处理技术的成功已使转炉流程中钢包炉
l g Y mL =Ol g ~E 1 3L 4 3 +l gY +l gC
4
由式 4 可以看出 随着搅拌功率的提高 容量
系数加大 大量吹入气体使气体的摩尔数增加 容
量系数也急剧增大 在气体搅拌条件下 气泡破裂
导致反应界面积急剧增加 因此搅拌越强烈对脱硫
反应越有利 为了保证精炼过程中充分脱硫 钢包
底吹氩的首要任务是用尽可能少的氩气产生最大的
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钢铁研究学报
第17 卷
王平 5 认为气体 浮 力 作 用 的 结 果 是 使 气 泡 上
浮 并未向钢液提供动能 向钢液提供动能的只有
气体的初动能和气体的膨胀功 考虑到气体进入钢
液的临界条件 导出吹氩搅拌功率的计算式为
E =6.W18
1 2
T0
3 -5
pa#43;l n p a ps
吹氩搅拌是钢包炉重要的精炼手段之一9底吹 氩可以均匀钢液的成分和温度9最重要的功能是促 进钢液中夹杂物的去除G 笔者从钢包炉的精炼功 能\ 钢液吹氩去除夹杂物的基本原理以及夹杂物的 去除效率入手9分析了钢包炉吹氩时影响去除夹杂 物的因素和提高去除效率的有效手段G
1 钢包炉的基本功能
钢包炉的精炼原理如图1 所示G 在低氧气氛中 氧含量为5 % 9由底吹氩气搅拌炉内的白渣并用 石墨电极加热初炼的钢液G 与其它钢包精炼法一 样9钢包炉 的 精 炼 功 能 也 趋 向 于 多 样 化9 基 本 功 能 为
图1 多功能钢包炉的精炼原理 fi g. 1 Refi ni ng pri nci ple of l adle f ur nace
① 脱 氧\ 脱 硫G 钢 包 炉 中 白 渣 以 Ca O- Ca F2 为 主要成分9一 般 渣 量 为 钢 液 的 2 % ～8 % 3 9 渣 吸 附 和溶解钢液中的氧化物9达到脱氧效果$ 由于钢包炉 有温度补偿9吹 氩 强 烈 搅 拌9 随 着 渣 碱 度 的 提 高9 硫 的分配比增大9可 炼 出 低 硫 钢 硫 含 量 在 0. 000 4 % ～0. 000 5 % 范围内 G
E
=p a OAr
1
-TT
0 b
p
P lg H a +P lg
H
+p
O a Ar
2l n
1+
P lg H pa
-p
P lg H a +P lg
H
+p
IRTb a +P lg
H
1 2
P
g0u
2 0
+
IRTb
p0 p a +P lg H
1
式 1 认为气体所作的总功包括4 部分 喷孔处
温度急剧变化产生的膨胀功\ 气体上浮过程压力减
2 气体搅拌功率的估算
钢包炉吹氩精炼过程对均匀钢液成分和温度\ 去除钢中非金属夹杂物\ 脱氧和脱硫都具有重要意 义G 影响吹氩搅拌过程的关键是搅拌功率G 搅拌功 率太小9达不到精炼的目的$ 若搅拌功率太大则会引 起钢\ 渣卷混9甚至喷溅G
目前9还无 法 对 吹 氩 搅 拌 功 率 进 行 精 确 的 计 算 和测量G 在冶金学术界9推出了不少计算搅拌功率 的方法9但是意 见 很 不 一 致9 主 要 差 别 在 于 膨 胀 功\ 浮力功的确定原则G 文献 4 提出的全浮力模型中 搅拌功率计算式如下
第3 期
王立涛等 钢包炉吹氩与夹杂物去除
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Y 111 实际反应界面积与钢液断面积之比$ E 111 搅拌功率$
T N 111 夹杂物去除效率G
随着对钢质量的要求日渐提高以及工艺技术和 装备的发展9种类繁多的炉外处理技术不断出现9并 且已经 成 为 炼 钢 生 产 中 不 可 缺 少 的 配 套 手 段 1 92 G 钢包炉是日本特殊钢公司开发研制的精炼炉9由于 它具有设备简单\ 投资少\ 操作灵活和精炼效果好的 特点9成为冶金行业的后起之秀9在国内外得到了广 泛的应用和发展G
第17 卷第3 期 2005 年6 月
钢铁研究学报 Jour nal of Ir on and St eel Research
Vol .17 No .3 June 2005
钢包炉吹氩与夹杂物去除
王立涛1 ! 薛正良1 ! 张乔英2 ! 李正邦1
1 . 钢铁研究总院冶金工艺研究所 北京 100081 2 . 北京科技大学冶金学院 北京 100083
对脱硫的要求趋于淡化 但用户对钢铁材料纯净度
要求的提高 使钢包炉应具备去除夹杂物的功能
例如 转炉冶炼合金钢时 要求在有限的精炼时间内
将脱氧产物降至最少 以保证顺利浇注 冶炼低碳钢
如20 号管坯钢和冷墩钢 时通常不用铝脱氧 但是 如果用户要求提高材料纯净度 就必须用铝等强脱
氧剂脱氧 此时如何保证水口不堵塞就成了首先必
OAr
2 从均匀钢液成分和促进传质考虑 装置的混合
特性是其基本特性之一 用均匀混合时间 u 来表 示混合特性 u 的值可以通过试验来测定 均匀混 合时间与搅拌功率的关系如下 6
u =800E -0. 4
3
若要缩短钢包精炼处理时间并使钢液高纯净
化 应增大反应的表观速度常数 即搅拌强化 式
4 反映了搅拌功率对脱硫反应速度的影响 7
小带来的膨胀和浮力功\ 气体的动力功以及气体喷 出时残余静压力使气体膨胀所作的功G 应用式 1 时必须作 进 一 步 处 理9 因 为 每 一 项 功 的 效 率 不 等G 对于钢包吹氩而言9许多研究结果表明9气泡在上升 过程中所 作 的 功 是 引 起 熔 池 搅 拌 混 合 的 最 主 要 部
分9气体动能大部分消耗在喷口处G
钢包底吹氩条件下钢液中夹杂物的去除主要依 靠气泡的浮选作用 即夹杂物与气泡碰撞并粘附在 气泡壁上 然后随气泡上浮而被去除 夹杂物颗粒 与小气泡碰撞并粘附于气泡上的机制见图4 11 由 图可见 夹杂物颗粒被气泡捕获可 分 解 为 几 个 过 程 11 ① 夹杂物向气泡靠近并发生碰 撞 ② 夹 杂 物 与气泡间形成钢液膜 ③夹杂物在气泡表面上滑移 ④形成动态三相接触使液膜排除和破裂 ⑤夹杂物 与气泡团的稳定化和上浮 在这几个过程中 夹杂物颗
摘 要!为了掌握钢包炉的冶金功能和去除夹杂物的规律 分析了钢包炉的精炼功能和精炼过程中钢液的流动 行 为及其对夹杂物去除的影响 探讨了钢包炉吹氩时夹杂物颗粒的去除效率与搅拌功 均匀混合时间 氩气泡直 径 夹杂物直径 透气砖数目 吹氩流量及吹氩时间之间的关系 提出了合理的钢包炉底吹氩制度 以满足钢液精 炼的要求 关键词!钢包炉 精炼 吹氩 气泡 夹杂物 中图分类号!TG769. 2 文献标识码!A 文章编号!1001-0963 2005 03-0034-06
E- mail !Wlt 197747 ＠sohu .co m
p0
氩气的出口压力
O Ar
氩气流量
R 气体常数
Rb
气泡半径
Re b
气泡雷诺数
T0
氩气初始温度
Tb
钢液温度
吹氩时间
u0 V W OC P g Pl P g0
喷嘴出口处气体的速度 钢液体积 钢液质量
常数 气体和液体的密度
喷嘴出口处气体的密度
修 订 日 期 !2 00 4- 0 6- 29
Argon Bl owi ng and Incl usi on Re moval i n Ladl e f ur nace
WANG Li-t ao 1 X UE Zheng-li ang 1 Z ~ ANG Gi ao-yi ng 2 LI Zheng- bang 1
炉外精炼
ASEA-SKF法的特点： 将炼钢过程分为两步：由初炼炉(如电炉、转炉)熔化钢铁料， 调整含碳量和温度；然后在钢包炉内，在电磁搅拌的条件 下，进行电弧加热、真空脱气、除渣和造新渣、脱硫、真 空脱氧和脱碳、调整成分与温度，最后吊出钢包进行浇注。
ASEA-SKF法的主要设备： ① 钢包由非磁性材料制成，有滑动水口，可直接用于浇注； ② 电磁感应搅拌器使钢水产生搅拌作用； ③ 真空炉顶及电气设备； ④ 电视—摄影及其他辅助设备如钢包移动装置，原料加入装 置和集尘装置等。
形式： ⑴ 底吹。是通过安装在钢包底部一定位置的透气砖(或 其他形式的喷口)，将氩气吹入钢液。 ⑵ 顶吹。吹氩喷枪插入钢包内的钢液中，在接近包低 处将氩气吹入钢液。
最常见的有两种：CAS和CAS—OB。 ⑴ CAS 概念：采用强吹氩工艺将渣液面吹开后，将封闭的浸渍 钟罩内迅速形成氩气保护气氛，避免了钢水氧化的工艺 称为CAS法，又称SAB法。
9.1 炉外精炼概述
概念：凡是在熔炼炉(如转炉、电炉)以外进行的，旨在进一 步扩大品种提高钢的质量，降低钢的成本所采用的冶金过程统 称为炉外精炼，也称为二次精炼。
任务 ⑴ 钢水成分和温度的均匀化； ⑵ 精确控制钢水成分和温度； ⑶ 脱氧脱硫脱磷脱碳； ⑷ 去除钢中气体(氢和氮)； ⑸去除夹杂物及夹杂物形态控制。
基本手段 (1) 渣洗；(合成渣渣洗) (2) 搅拌；(CAS钢包吹氩精炼) (3) 真空；(RH真空循环脱碳法) (4) 加热；(LF) (5) 喷吹。(WF喂丝法)
主要作用 ⑴ 提高质量扩大品种的主要手段； ⑵ 优化冶金生产流程，提高生产效率节能降耗降低成本 主要方法； ⑶ 炼钢—炉外精练—连铸—热装轧制工序衔接。
幻灯片 12
特点： ⑴ 除底部吹氩外，在钢包液面上加一沉入罩，罩内充有从钢 液中排出的或专门导人的氩气。 ⑵ 通过罩上方的加料口，可添加合成渣料和微调钢液成分用 的合金。 优点： ⑴ 均匀钢水成分和温度，且控制快速、准确，操作方便； ⑵ 提高合金收得率，且稳定； ⑶ 净化钢液，去除夹杂物，连铸坯质量提高； ⑷ 基建、设备投资少，操作费用低。
炉外精炼工：中级炉外精炼工三
炉外精炼工：中级炉外精炼工三1、判断题采用铝丸作为CAS-OB发热材料处理钢水后会使钢水中酸溶铝降低。
（）正确答案：错2、判断题扩散脱氧方式容易导致脱氧产物残留在钢液中形成非金属夹杂物，影响钢水的质量。
（）（江南博哥）正确答案：错3、单选RH处理时脱碳反应式是（）。
A.[C]+2[O]＝{CO2}B.[C]+[O]＝{CO}C.[C]+4[O]＝2{CO}+{COO2}正确答案：B4、填空题炉渣的主要成份中的氧化物有：CaO、MgO、FeO、MnO、（）、P2O5等。
正确答案：SiO25、判断题RH脱氢、脱氮的速度快，效果很好。
（）正确答案：错6、填空题RH处理循环高度指经盛钢桶钢液液面到（）的高度。
正确答案：真空室底部砌砖面7、填空题（）是一种主要的铸钢方法。
正确答案：连铸8、填空题RH-OB是靠（）提高钢水温度。
正确答案：化学加热法9、判断题LF的主要功能是脱气。
（）正确答案：错10、单选脱氧能力从小到大的顺序为（）。
A.Fe-Mn、Fe-Si、AlB.Fe-Si、Fe-Mn、AlC.Fe-Mn、Al、Fe-Si正确答案：A11、填空题向钢包内钢水喂铝线主要用于终脱氧和控制其（）含量。
正确答案：[Al]s12、填空题钢中非金属夹杂物按其来源可以分为（）、外来夹杂物两类。
正确答案：内生夹杂13、单选钢水脱碳反应为（）。
A.[C]+2[O]＝{CO}B.[C]+[O]＝{CO}C.[C]+4[O]＝2{CO}+{CO}正确答案：B14、填空题钢中（）、（）的含量随着钢水温度升高而增大。
正确答案：氢；氮15、填空题RH－PB法是采用（）处理与喷粉处理结合起来的联合精炼工艺。
正确答案：RH真空16、填空题（）会影响钢水的清洁度。
正确答案：脱氧方式17、填空题从理论说吹Ar能脱气，是因为在氩气泡内H2、N2的（）较低，相当于一个小真空室。
正确答案：分压18、问答题VD炉能起什么精炼效果？正确答案：VD精炼法是将转炉、电炉的初炼钢水置于密闭罐内抽真空，同时钢包底部吹氩搅拌的一种真空处理法。
炼钢工—简答题 207
1.什么是溅渣护炉技术?答案:溅渣护炉技术是向炉渣中加入含MgO的造渣剂造粘渣补炉技术的基础上, 采用氧枪喷吹高压N2在2-4mm 内将出钢后留在炉内的残余炉渣喷溅涂敷在转炉内衬表面上,生成炉渣保护层的护炉技术。
2.炉渣来源何处？它在炼钢中起什么作用？答案:来源:（1）钢铁料中夹杂氧化的产物。
（2）造渣材料(石灰、白云石、萤石等)。
（3）冷却剂(氧化铁皮、矿石等)。
（4）被浸蚀和冲刷下来的炉衬耐火材料。
（5）各种原料带来的泥沙。
作用:（1）去夹杂(P、S)；（2）传氧媒介；（3）清洁钢液；（4）对熔池保温；（5）影响金属损失；（6）影响炉衬浸蚀。
3.脱碳反应对炼钢过程的重要意义是什么？答案:（1）铁水中C氧化到钢种所要求的范围。
（2）氧化产生CO气泡对熔池起着循环搅拌作用,均匀钢液成份、温度, 改变各种化学反应的动力学条件。
（3）CO气泡有利于去除N2、H2等。
（4）利于非金属夹杂物上浮。
（5）提供炼钢的大部分热源。
（6）CO气泡使炉渣形成泡沫渣。
4.造成钢包回磷的原因是什么？如何防止？答案:原因:（1）出钢下渣；（2）脱氧产物SiO2；（3）氧含量降低。
防止措施:（1）挡渣出钢,尽量减少出钢带渣。
（2）采用碱性钢包或渣线部位用碱性材料。
（3）出钢过程中投入钢包中石灰粉。
（4）减少钢水在钢包中停留时间。
5.为什么兑铁时,有时会发生大喷?答案:因为转炉吹炼到终点,钢中氧含量和炉渣氧化性高, 留渣或未倒净的渣子和钢水，兑铁时炉内碳含量急剧增加且铁水温度低及钢水温度骤然下降, 促使碳氧反应剧烈进行在炉内产生强烈沸腾,如果兑铁水过猛且炉内残留钢渣较多就会大喷。
6.为什么转炉炼钢脱硫比脱磷困难?答案:碱性转炉渣中含有较高的(FeO),炉渣脱硫的分配比较低,降低了炉渣的脱硫能力,高(FeO)对脱磷工艺是一个相当有利的因素, 转炉炼钢条件下钢渣间磷的分配比较高, 一般可达100-400,而硫的分配比一般为6-15,此外,脱磷反应速度快,很快可达到平衡,而脱硫速度较慢,一般达不到平衡。
炉外精炼-RH
炉外精炼的基本原理：（1）吹氩的基本原理：氩气是一种惰性气体，从钢包底部吹入钢液中，形成大量小气泡，其气泡对钢液中的有害气体来说，相当于一个真空室，使钢中[H][N]进入气泡，使其含量降低，并可进一步除去钢中的[O]，同时，氩气气泡在钢液中上沲而引起钢液强烈搅拌，提供了气相成核和夹杂物颗粒碰撞的机会，有利于气体和夹杂物的排除，并使钢液的温度和成分均匀。
（2）真空脱气的原理：钢中气体的溶解度与金属液上该气体分压的平方根成正比，只要降低该气体的分压力，则溶解在钢液中气体的含量随着降低。
（3）LF炉脱氧和脱硫的原理：炉外精炼的任务：炉外精炼是把由炼钢炉初炼的钢水倒入钢包或专用容器内进一步精炼的一种方法，即把一步炼钢法变为二步炼钢法。
炉外精炼可以完成下列任务：（1）降低钢中的硫、氧、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性能；（2）深脱碳，在特定条件下把碳降到极低含量，满足低碳和超低碳钢的要求；（3）微调合金成分，将成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，降低合金消耗，提高合金元素收得率；将钢水温度调整到浇铸所需要的范围内，减少包内钢水的温度梯度。
RH真空循环脱气法LF具有加热和搅拌功能的钢包精炼法处理过程：用钢包车将钢包送入处理位，使真空室下降或使钢包提升，以便使吸嘴浸入钢包内的钢液以下500mm。
然后启动真空泵。
由于真空室内压力下降，钢包内钢水被吸入真空室中。
由于吸嘴中的一个喷入氩气，另一个没有，钢水便开始反复循环。
这时就可采取各种处理措施，例如脱气、吹氧、化学成分及温度调整等。
处理结束时使系统破真空。
随后退出吸嘴，将钢包送至后处理位置或交接位置。
冶金效果：在短时间就可达到较低的碳(<15ppm)、氢(<1.5ppm)、氧含量(<40ppm)；仅有略微的温度损失；不用采取专门的渣对策；可准确调整化学成分，Al，Si等合金收得率在90～97％。
汽车钢板以及电工钢等是RH钢生产的典型产品。
90t钢包炉底吹氩工艺优化的水模拟试验研究
ｍ ｅ ｂｅｂ ｏ ｋ ａ ｌ ｌ ｃ ｓ
一
号
罐囊 一号 囊 力
２＃ ３
接加在裸露 区 ， 仅合金 收得率提 高 ， 不 而且 熔化速
度快。 从 图 ２ ａ 可 以看 出 ， 用 双 透 气 砖 布 置 时 ， （） 采 当
原方 案 双 ． １
双 ． ２ 双 一 ３ 双 ＿ ４
Ａ ｓ ｎ ｔ ｄ ｎ Ｗ ａ ｅ ｏ ｅ ｌ ｇ ｆ ｒ Ｏ ｐ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｏ Ｔｅ ｔａ ｄ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｔ ｒ Ｍ ｄ ｌ ｎ ｏ ｔｍ ｚ ｔ ｆ ｉ ｏ Ｂｏ ｔ ｍ ｇ ｎ Ｂｌ ｗｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｆ ａ ９ ｄ ｅ Ｆｕ ｎ ｃ ｔｏ Ａｒ ｏ ｏ ｎ ｏ ｅ ｓ ｏ ０ ｔ Ｌａ ｌ ｒ ａ ｅ
双 ＿ ５
堕． １
１ ０
６ ８ ６ ０ １ ４ ０ １ ＃ ８＃ ４
８４ ＃
单－ ２
堕 ． ３ 邕 － ４
．
１ Ｏ
３ ８
两 透气 砖距 离 近 时 ， 匀 时 间 比较 长 ， 原布 置 双一 混 如 １ 和 双 －； ２ 当两 透 气砖 距 离远 时 ， 螺旋 上 升 的气 液两 两
钢包 内石蜡 与水 的界 面 处 的搅 拌 状 况 ， 确定 深 脱 来
硫 和 去除夹 杂物 的最佳 底吹氩 气 流量 。
中保 持原 型 钢 包 和模 型 钢 包 的 修 正 弗 鲁 德 准 数 相 等 ， 算 出模 型 底 吹流 量 （ １ 。在模 型钢 包 底 并计 表 ）
部设计 的底 吹位置 如 图 １ 示 ， 行 单底 吹和 双底 所 进 吹 的优 化实验 。 用水模 拟 钢液 ， 氮气模 拟氩气 。将 ８ ０ｍ ０ Ｌ饱和 的 Ｎ Ｃ 水溶 液作 为示踪 剂加入 模 型钢包 中 ， ａ１ 采用 电
LF钢包炉吹氩与夹杂物去除
２． ． ２４
软 吹
软 吹期 夹杂物 去 除效率 取决 于透 气砖 出 口处 氩 气 表观 流速 和 吹人 钢 液 的 氩气 总量 ， 者 也 代 表 吹 后
入钢 液 的气 泡总数 。 （） １ 加大 吹氩 流 量 ， 气 砖 出 口处表 观 流 速 增 透
１
前 言
随着 钢铁业 的技 术 进 步 ， 类 繁 多 的 炉外 处 理 种 技术 不 断 出现 ， 且 已经 成为 炼 钢生 产 中不 可 缺少 并
的配套 手段 。Ｌ Ｆ钢包 精 炼 炉 由于 具 有 设 备 简 单 、 投 资少 、 作灵 活 和精炼 效果 好 的特点 ， 为冶 金行 操 成 业 的主 力精炼 设 备 ， 国 内外 得 到 了广 泛 的 应 用 和 在
２ ２ １ 搅 拌 功 率 ．．
作者 简 介 ： 张全 （９ ４一） 男 ， 工 ， 读 硕 士 ，９ ９年 毕 业 于 东 北 大 １７ ， 高 在 １９
学 工 业 工程 专 业 ， 现在 河 北 钢 铁 集 团 宣 钢 公 司炼 钢 厂 工 作 ， Ｅ—ｍ ｉ ａｌ ：
ＭＪ Ｊ ０ ＠ １ ３ ｃ ｍ Ｖ０ ０ ６ ．ｏ
关 键 词 ： 包 炉 ； 氩 ； 泡 ； 杂 物 钢 吹 气 夹 中 图分 类 号 ： Ｆ ６ ． Ｔ ７９ ９ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ６— ０ ８ ２ １ ） ８— ０ ６— ２ １０ ５０ （０ １０ ０ ５ ０
ＡＲＧＯＮ ＢＬＯＷ 玳 Ｇ ＡＮＤ
ＣＬＵＳ ＯＮ Ｉ ＲＥＭ ＯＶＤ 玎 ＬＦ Ｇ ＬＡＤＬＥ
Ｚ ａ ｇ Ｑｕ ｎ，Ｈａ ｈ ｎ ｈ ｎ ａ ｏ Ｚ ｏ ｇ，Ｌｉｎ ｉ ，Ｙａ ｅｂｎ ａ ｇ Ｊａ ｎ Ｗ ｉｉｇ，Ｚ ａ ｇ Ｈａｌｎ ｈ ｎ ｉ ｇ，Ｙａ ｏ ｇ ｅ ｇ ｏ ｎ Ｚｈ ｎ ｆｎ
氩气搅拌精炼
• 需要脱硫时，则要用更大吹氩流量进行强搅拌，加速渣钢界面反应。
与化学反应，也不溶 解，纯氩内含氢、氮、氧等量很少，可以认为吹人钢液内的氨气泡对 于溶解在钢液内的气体来说就像一个小的真空室，在这个小气泡内其 他气体的分压力几乎等于零。
• 如果加入石灰、萤石混合物(CaO-CaF2)等活性渣，同时高速吹入氩气 加剧渣一钢反应，可以取得明显的脱硫效果。
3.渣洗过程中去除夹杂物
• 钢中原有的夹杂与乳化渣滴碰撞，被渣滴吸附、同化而随渣滴上浮而 去除。渣洗时，乳化的渣滴与钢液强烈地搅拌，这样渣滴与钢中原有 的夹杂，特别是大颗粒夹杂接触的机会就急剧增加。由于渣和夹杂间 的界面张力远小于钢液与夹杂间的界面张力，钢中夹杂很容易被与它 碰撞的渣滴所吸附。
2.钢包吹氩采用强搅拌和弱搅拌的条件
• 钢包吹氩压力、流量随着钢包容量的增大而加大。
• 工作压力、流量确定的一般原则是：最小值的设定应确保透气砖或吹 氩枪不被堵塞；最大值则以钢包液面渣层不被大面积吹开，以免钢水 二次氧化。采用较大的吹氩流量，叫强搅拌。预吹氩、加废钢调温或 调合金时采用强搅拌，以加速废钢、合金熔化，充分混合，保证钢水 成分、温度均匀。
1.钢包吹氩搅拌的作用
(1)均匀钢水温度 炼钢炉流到钢包的钢水，在钢包内的温度分布是不均匀的。由于包衬吸
热和钢包表面散热，包衬周围钢水温度较低，中心区域温度较高，钢包上、 下部钢水温度较低，而中间温度较高，这种温度差异导致中间包浇注过程 钢水温度前后期低，中期高。钢包吹氩搅拌促使钢包钢水温度均匀，并且 能使钢水向包衬的传热进入稳定态，连铸过程钢水温度稳定均匀。有利于 提高铸坯内部质量，使结晶器内坯壳生长均匀，避免开浇水口套眼断流。 (2)均匀钢水成分 出钢时在钢包内加入大量的铁合金，成分不均匀，吹氩搅拌可使钢水成分 均匀。在出钢过程就可开始吹氩搅拌，在吹氩搅拌过程中可快速分析提供 前钢水成分而进行成分微调，以使钢的成分控制范围更窄，确保钢材性能 均匀。 (3)促使夹杂物上浮 搅动的钢水促进了钢中非金属夹杂物碰撞长大，上浮的气泡能够吸收钢中 的气体，同时黏附悬浮于钢水中的夹杂物并带至钢水表面被渣层所吸收。 生产实践表明，吹氩搅拌后钢水氧含量有明显降低，其降低幅度与脱氧程 度有关，一般可降低20%以上；但脱氮效果不明显，并要注意减少增氮。
钢中夹杂物的类型及控制技术发展要点
钢中夹杂物的类型及控制技术发展XX（河北联合大学冶金与能源学院，唐山，063009）摘要：综合论述了钢中非金属夹杂物的按化学成分、形态、粒度、来源的分类以及控制夹杂物含量时所采用的气体搅拌-钢包吹氩、中间包气幕挡墙、电磁净化-钢包电磁搅拌、中间包离心分离和结晶器电磁制动、过滤器技术、超声处理技术和渣洗技术，并针对钢中夹杂物的控制技术的优、缺点进行了简要的归纳。
随着氧化物冶金工艺纯净钢产品的开发,夹杂物去除技术的不断进步,非金属夹杂物的控制技术仍面临着新任务。
关键词：非金属夹杂物；夹杂物类型；控制技术Types and Progress on Technique for Removel of inclusions in steelXX(College of Metallurgy and Energy Hebei United University, Tangshan 063009) Abstract：The behavior of inclusions in molten steel includes physical processes such as nucleation, growth, polymerization and transmission. The removal of inclusions can be seen as the result of transmission, which involves inclusion growth, floating and separating. The key progress on technique for removal of inclusions in steel is gas stirring-ladle argon blowing, gas shielding weir and dam in tundish, electromagnetic cleaning-ladle electromagnetic stirring, tundish centrifugal separating and mold electromagnetic braking, slag washing, ultrasonic technique ,and filter technique.Key words：non-metallic inclusions Typesof inclusions, Technique for Removel of inclusions1引言钢中非金属夹杂物是指钢中不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐或氮化物。
钢液夹杂物的行为及去除
冶金熔体题目：钢液夹杂物的行为及去除 姓名： 王接喜 学号： 103511050 序号： 20 学院： 冶金科学与工程学院 专业： 有色金属冶金 完成时间： 2010- 12- 29Central South University钢液夹杂物的行为及去除王接喜（中南大学冶金科学与工程学院，长沙，410083）摘要：钢液中夹杂物的行为涉及的内容很广，其基本的物理过程大致包括：形核、生长、聚合、传递等，夹杂物去除可以视为传递过程的结果。
钢中夹杂物去除的主要环节为夹杂物的长大、上浮和分离。
钢中夹杂物去除技术有：气体搅拌-钢包吹氩、中间包气幕挡墙和RH-NK-RERM法；电磁净化-钢包电磁搅拌、中间包离心分离和结晶器电磁制动；渣洗技术；过滤器技术。
关键词：钢液；夹杂物；生长；去除；中间包；电磁场Behavior and removal of inclusions in molten steelWANG Jiexi, ZHOU Yongmao(School of Metallurgical Science and Engineering, Central South University, Changsha, China410083)Abstract：The behavior of inclusions in molten steel includes physical processes such as nucleation, growth, polymerization and transmission. The removal of inclusions can be seen as the result of transmission, which involves inclusion growth, floating and separating. The key progress on technique for removal of inclusions in steel is gas stirring-ladle argon blowing, gas shielding weir and dam in tundish, RH-NK-RERM method, electromagnetic cleaning-ladle electromagnetic stirring, tundish centrifugal separating and mold electromagnetic braking, slag washing and filter technique.Key words：molten steel, inclusions, growth, removal, tundish, electromagnetic field引言钢中非金属夹杂物事氧化物、硫化物、氮化物、硅酸盐等以及由它们组成的各种复杂化合物的统称[1]。
钢种夹杂全解析
钢种夹杂全解析[引用2009-06-12 20:45:45]字号：大中小1、钢中夹杂物的长大、上浮与分离钢中尺寸较小的夹杂物颗粒不足以上浮去除，必须通过碰撞聚合成大颗粒，较大的夹杂物陆续上浮到渣层，离开钢液。
在强湍流下，夹杂物碰撞聚合非常迅速，例如在0.1m2/s3的强湍流条件下，夹杂物半径长大到100μm只要2min。
直径为100μm的Al2O3夹杂物从钢液表面下2.5m上浮到钢液表面需要4.8min，直径为20μm的夹杂物，上浮时间增加到119min。
从钢液中分离夹杂物的主要途径包括两种：（1）被表面的渣层吸附；（2）被壁面耐火材料吸附。
2、钢中夹杂物去除技术2.1气体搅拌2.1.1钢包吹氩吹氩搅拌是钢包炉重要的精炼手段之一，钢中夹杂物被气泡俘获去除的效率决定于吹入钢液中气泡数量和气泡尺寸。
钢包底吹氩用透气砖平均孔径一般为2～4mm，在常用的吹氩流量范围产生的气泡直径为10～20mm。
而有效去除夹杂物的最佳气泡直径为2～15mm，并且气泡在上浮过程会迅速膨胀。
因此，底吹氩产生的气泡捕获小颗粒夹杂物概率很小，对细小夹杂物去除效果不理想。
在钢包底吹氩过程中，过强的搅拌功会导致钢水的二次氧化及卷渣。
为了去除钢中的细小夹杂物颗粒，必须钢液中制造直径更小的气泡。
将氩气引入到足够湍流强度的钢液中，依靠湍流波动速度梯度产生的剪切力将气泡击碎，可将大气泡击碎成小气泡。
钢包与中间包之间的长水口具有高的湍流强度，在此区域钢水流速达到1～3m/s。
在长水口吹氩水模型研究表明，可获得0.5～1mm的细小气泡。
细小的气泡捕获夹杂物的概率很高。
这种方法可显著提高氩气泡去除夹杂物的效率。
2.1.2中间包气幕挡墙通过埋设于中间包底部的透气管或透气梁向钢液中吹入的气泡，与流经此处的钢液中的夹杂物颗粒相互碰撞聚合吸附，同时也增加了夹杂物的垂直向上运动，从而达到净化钢液的目的。
德国NMSG公司的应用结果表明，与不吹气相比，50～200μm大尺寸夹杂物全部去除，小尺寸夹杂物的去除效率增加50%。