隨著對(duì)鋼材質(zhì)量要求的不斷提高，純凈鋼成為鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展方向，鋼水的脫氧和夾雜物的控制成為生產(chǎn)純凈鋼的關(guān)鍵問(wèn)題之一。鋇系合金對(duì)鋼液脫氧具有很好的效果，脫氧產(chǎn)物排出速度快，夾雜物的性質(zhì)和形態(tài)得到改善，夾雜物基本呈球型，尺寸細(xì)小且均勻分布于鋼中_1]。為了考察含鋇合金在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際脫氧效果，研究其在大生產(chǎn)條件下的合理操作工藝，在150tLF-VD精煉設(shè)備上進(jìn)行了含鋇合金對(duì)鋼液脫氧的工業(yè)試驗(yàn)研究。
脫氧劑的加入量為每噸鋼0.8kg，但當(dāng)終點(diǎn)碳含量發(fā)生變化時(shí)，脫氧劑的加入量要相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。由于FeSiAl、SiAlBaCa合金中含有硅，故原工藝中FeSi的加入量相應(yīng)減少。工業(yè)試驗(yàn)的步驟如下：
(1)電爐出鋼合金化的操作工藝不變，合金化的同時(shí)加入復(fù)合脫氧劑；
(2)鋼水到達(dá)LF工位時(shí)取原始鋼樣，同時(shí)測(cè)定氧含量；
(3)LF調(diào)整碳含量、提升溫度等操作工藝不作改變，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的操作工藝相同；
(4)向LF加入脫氧劑后20min時(shí)測(cè)定氧含量，作為調(diào)整復(fù)合脫氧劑加入量的依據(jù)；
(5)在LF精煉結(jié)束時(shí)取LF精煉終點(diǎn)鋼樣，同時(shí)測(cè)定氧含量；
(6)在VD工位處理后取鋼樣，同時(shí)測(cè)定氧含量；
(7)喂絲后取鋼樣，測(cè)定氧含量。
在采用鋁脫氧的兩爐試驗(yàn)中，由于兩爐鋼的初始全氧含量有較大不同，因而LF操作結(jié)束時(shí)，試驗(yàn)組1—2的全氧含量高，但在VD操作結(jié)束和喂絲后，兩爐鋼的全氧含量均較低，在(9～15)X10之間。用FeSiAl脫氧的兩爐試驗(yàn)的情況與鋁脫氧類(lèi)似，試驗(yàn)組1-3的數(shù)據(jù)有一定的波動(dòng)。而用SiAl—BaCa脫氧的兩爐鋼的數(shù)據(jù)在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中均相當(dāng)接近，其初始全氧含量和終點(diǎn)全氧含量幾乎完全相等，試驗(yàn)的重現(xiàn)性很好，而且其終點(diǎn)的全氧含量較低。從整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，采用SiAIBaCa脫氧時(shí)的全氧含量基本上在各個(gè)工位均低于采用鋁或FeSiAl脫氧時(shí)的全氧含量。這充分說(shuō)明了采用SiAIBaCa脫氧不僅能夠獲得較低的全氧含量，且脫氧效果比較持久。
將精煉過(guò)程所取的鋼樣進(jìn)行研磨、拋光后，用LEICAQ600S圖像儀、DMRME顯微鏡進(jìn)行觀察測(cè)量，放大倍率為500倍，每個(gè)試樣觀察5O個(gè)視場(chǎng)，對(duì)有夾雜物的視場(chǎng)用圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)與半自動(dòng)處理。從觀察中發(fā)現(xiàn)，SiAIBaCa生成的脫氧產(chǎn)物分布均勻，經(jīng)VD處理后，鋼樣中夾雜物為10.3個(gè)/mm。
經(jīng)LF工位處理后，較大型夾雜物明顯減少，這說(shuō)明通過(guò)聚集、長(zhǎng)大而成的較大型夾雜物大部分能夠快速上浮。但進(jìn)入VD工位后，采用SiA1BaCa脫氧的兩爐鋼的夾雜物的平均面積有所增加，其余爐次的變化不大。分析其原因，一方面是由于鋇的原子量較大，因而其復(fù)合脫氧產(chǎn)物的面積可能會(huì)較大，另一方面是VD工位取樣較困難，取樣點(diǎn)距離鋼一渣界面較近，因此不排除取樣時(shí)帶人一些液態(tài)熔渣。
根據(jù)脫氧元素的熱力學(xué)數(shù)據(jù)可知，鋇的脫氧能力略大于鈣，遠(yuǎn)大于鋁，在脫氧劑加入量相同的情況下，能獲得更低的氧含量。在1600℃下鈣的蒸氣壓為0.184MPa，鋇的蒸氣壓為0.0303MPa，在復(fù)合脫氧合金中鋇具有降低鈣的蒸汽壓、增大鈣在鋼液中的溶解度的作用，可顯著提高鈣的脫氧和球化夾雜物的能力。鋇的原子量大，生成的脫氧產(chǎn)物半徑較大，根據(jù)夾雜物的上浮理論，夾雜物的上浮速度與夾雜物的半徑的平方成正比，因此，含鋇合金的脫氧產(chǎn)物上浮速度較快，這也是本次試驗(yàn)中，終點(diǎn)鋼樣夾雜物中未發(fā)現(xiàn)BaO存在的主要原因。
因此，含鋇合金具有較強(qiáng)的脫氧能力和使夾雜物變性的能力。FeSiAl、SiA1BaCa時(shí)，不論LF操作結(jié)束時(shí)，還是VD操作及喂絲后，鋼中全氧含量均降較低的水平，其中SiA1BaCa的脫氧效果好，其脫氧效果比較持久。
3結(jié)論
(1)在脫氧產(chǎn)物的尺寸方面，用含鋇合金脫氧時(shí)，夾雜物的半徑都集中在1～3ptm的范圍內(nèi)，夾雜物的大小比較均勻。而用A1、FeSiA1脫氧時(shí)，夾雜物的尺寸較大，有半徑超過(guò)3ptm的夾雜物存在，且分布不均勻，這說(shuō)明在用含鋇合金脫氧時(shí)，通過(guò)聚集、長(zhǎng)大而形成的較大型夾雜物大部分已經(jīng)上浮。
(2)在夾雜物的形貌方面，用含鋇合金脫氧時(shí)，夾雜物基本呈球形，尺寸細(xì)小，說(shuō)明該脫氧劑尺寸對(duì)夾雜物的球化作用比較明顯；在終點(diǎn)脫氧產(chǎn)物中，未發(fā)現(xiàn)含鋇的夾雜物，說(shuō)明采用含鋇合金處理鋼液可以使夾雜物快速上浮。（摘自：冶金技術(shù)網(wǎng)）
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