3.3.4 氧化期末钢液温度的控制

1. 3.3.4 氧化期末钢液温度的控制

2. 3.3.4 氧化期末钢液温度的控制 • 氧化期总的来讲是一个升温阶段，升温速度的快慢要根据钢液中磷的情况而定。氧化期末结束后，要扒除全部氧化渣、重新造还原渣以及加入铁合金等，都要消耗热量，导致钢液降温。为避免还原期钢液温度过低，最终到氧化末期，必须将钢液温度升高到大于该钢种的出钢温度20～30℃。

3. 3.3.5 除渣 • 在氧化期末，当钢液含碳量、含磷量和温度均以达到规格要求时，可以除渣。扒除的氧化渣的目的是为了减少还原期回磷和脱氧负担。钢液表面上无炉渣覆盖时，钢液降温很快，而且容易吸气。因此，首先应在通电条件下放出60%～70%的炉渣，然后升起电极，在停电条件下迅速扒完其余的炉渣。

4. 3.3.6 钢液含碳量不符合规格的补救措施 • 如果氧化期末碳含量未控制好，使得钢液含碳量过低，应在扒渣后对钢液进行增碳，但增碳量应加以限制。对中、低碳钢的增碳质量分数应控制在0.10%以内；对于高碳钢的增碳质量分数应控制在0.15%以内。增碳方法见表1-24。

5. 3.3.6 钢液含碳量不符合规格的补救措施 • 如果氧化期末碳含量未控制好，使得钢液含碳量过高，可扒除大部分氧化渣，在薄渣下吹氧，脱去多余的碳。 • 无论扒渣增碳还是薄渣吹氧都是在不得已的情况下采取的补救措施，应尽量避免。 • 总之，氧化期的操作应根据生产条件，如原材料、熔池温度、钢液成分、炉渣状况等情况，进行合理控制。从实践中总结的经验是：氧化期的渣量应保持为钢液重量的2%～3%；在氧化顺序上应先磷后碳；在温度控制上应先慢后快；在造渣上应先大量脱磷，后薄渣脱碳；在供氧上，应先矿石或综合脱碳为主，后以吹氧脱碳为主。

6. 3.4 还原期的技术要求及过程控制 • 还原期的技术要求是有效地脱氧、脱硫，并控制钢液的化学成分与温度，使之达到出钢的要求。生产上对炼钢还原过程的控制如下：

7. 3.4.1 造稀薄渣 • 造低粘度炉渣覆盖钢液表面，减少钢液降温和吸气。渣料组成包括石灰、氟石及部分粘土砖块，其质量比例大致为：石灰：氟石=3：1，碎砖块用量质量分数≤10%（也可不用）。加入造渣材料的量相当于钢液重量的2%～3%。

8. 3.4.2 预脱氧 • 在还原期稀薄渣形成之后（也可在造稀薄渣之前）向钢液中加入锰铁、硅铁、锰硅合金、硅钙合金、铝块等一种或多种合金进行初步脱氧，即预脱氧。锰铁的加入量一般按钢的规格成分下限含锰量考虑残锰量计算。加入钢液中的锰一部分起脱氧作用，一部分起调整钢液含锰量的作用。由于在还原期操作过程中，炉渣中的氧化锰会有一部分被还原而进入钢液，所以，预脱氧的加入量不宜过高，以免还原期末钢液含锰量超出规格要求。

9. 3.4.3 造还原渣脱氧 • 氧作为溶质在钢液与钢渣中的浓度比，在一定温度下是一个常数。用公式表示为： • Lo=式中 Lo——氧在炉渣中和钢液中的分配系数； • ∑（FeO）——炉渣中的氧化铁的总量； • [O]——铁液中的氧含量。 • 在还原期完成预脱氧，稀薄渣形成后，开始向渣面上撒加与氧结合能力比较强的粉状脱氧剂，如碳粉、硅铁、碎电石（CaC2）、石灰、氟石粉等，使其与渣中FeO发生反应，大幅度降低了渣中FeO的浓度，这就破坏了氧在渣钢之间的浓度分配关系，钢液中的氧就会不断地向炉渣中扩散转移，力图达到新的平衡。因此，扩散脱氧就是不断地降低中FeO的含量，来达到降低钢液中含氧量的一种脱氧方法。

10. 3.4.3 造还原渣脱氧 • 由于扩散脱氧时化学反应是在渣相内进行的，脱氧产物溶解在渣相、钢液里或进入炉气，很少玷污钢液。用碳粉扩散脱氧｛（FeO）+C=[Fe]+CO↑｝，其脱氧产物是CO气体，根本不会玷污钢液，同时能使炉内具有还原性气氛。但固态碳粉与炉渣中（FeO）反应不完全。且速度较慢，只能将钢液脱氧到一定程度，所以还必须使用硅铁粉｛（FeO）+Si=[Fe]+ （SiO2）｝或其他强脱氧剂进一步扩散脱氧。然而，由于硅铁粉密度介于钢渣之间，部分硅铁粉起到沉淀脱氧的作用，产物（SiO2）还会玷污钢液，所以用硅铁粉还原前要尽量先用碳粉或碎电石还原。同时，为了保持炉内还原性气氛，需分批向渣面加入少量碳粉。 • 但扩散脱氧的缺点是脱氧速度缓慢，为了把钢中的氧降得较低，需要花很长时间。 • 扩散脱氧的还原渣有三种：白渣、弱电石渣和电石渣，其造渣方法见表1-25。

11. 3.4.3.1 白渣 • 白渣是电弧炉炼钢中常造的一种碱性渣，具有良好的脱氧、脱硫能力。白渣的碱度（在3左右）高，氧化钙在60%左右。好的白渣在炉中发生泡沫，并会均匀地粘在样勺或耙子上，冷却后呈白色粉末。造白渣的方法是在稀薄渣形成后，向炉中加入石灰、氟石、电石、碳粉、硅铁粉等，还原炉渣中的氧化铁和氧化锰等氧化物。随着渣中氧化物的减少，炉渣就逐渐变白，约10～15min后白渣形成。白渣极易与钢液分离而上浮，较少玷污钢液。钢液在良好白渣下还原的时间应不少于20min。在此期间，分批加入石灰和硅铁粉等调整炉渣，以保持炉渣的还原能力。通常生产上规定必须要在白渣下出钢。白渣的成分见表1-26。

12. 3.4.3.2 电石渣（弱电石渣） • 电石渣是电弧炉炼钢中采用的另一种碱性还原渣，这种渣子中含有碳化钙（CaC2），含CaC2在1%～2%时称为弱电石渣，冷却后呈灰色，并有白色条纹。含CaC2在2%～4%时称强电石渣，冷却后呈灰黑色。 • 在稀薄渣形成后，加入石灰、电石、氟石、碳粉等造渣，15～20min后电石渣形成。钢液在良好的电石渣下还原的时间应不小于15min。在此期间，分批加入石灰和碳粉进行调整炉渣，以保持炉渣的还原能力。其成分见表1-15。 • 电石渣的脱氧能力比白渣更强，但是，由于炉渣中碳粉较多，而且炉渣的粘度大，碳粉易裹在炉渣中，与钢液接触较多，所以，钢液在电石渣下每小时可增碳（质量分数）0.1%左右。在冶炼含碳量低的钢种时，增碳更为严重。 • 电石渣易粘附在钢液上，不易分离上浮，电石渣不能出钢。应在出钢前将电石渣变为白渣。改变的方法一般是加入石灰、氟石和硅铁粉并打开炉门，从炉外引入空气，使炉渣中的电石氧化。