摘要：在实验室条件下，对于高锰钢冶炼过程中AOD工位的工作过程进行模拟，选择五元渣系并使用硅铁进行脱氧来对高锰钢冶炼过程中存在夹杂物对于冶炼过程的影响进行探索，发现随着精炼渣碱度的提高，高锰钢当中全氧含量降低的同时夹杂物的平均半径总面积以及总数都有所降低。
关键字：精炼渣；高锰钢；不锈钢
1 前言
高锰钢是指锰含量在百分之十以上的合金钢，经过固溶处理之后的高锰钢一般都存在一些碳化物尚未溶解，如果质量合格则可用。但是这些非金属夹杂物依然会对钢的性质产生影响，因而需要加强有关的控制过程。文章分析了精炼渣对于刚锰钢当中夹杂物总数合半径等的影响。
2 高锰钢中精炼渣的影响方式
2.1 氧化脱碳
高锰钢中非金属夹杂物的危害很大，它不仅降低锕的强度、塑性、韧性和耐磨性，而且导致铸件裂纹报废，降低成品率。高锰锕铸件是山东铝业公司恒成机械制造厂主导产品之一，已有３０多年生产历史。近３年多来，在生产实践中不断改进工艺井严格执行工艺规程，明显降低了钢中非金属夹杂物含量，提高了锕的机械性能氧化期，脱碳反应的作用之一是去除钢中非金属夹杂物 。在现有的炉衬条件下，脱碳量必须控制在一定范围，才能有利于降低钢中非金属夹杂物。脱碳量过小，炉料带入的大量夹杂被留在钢液中，导致钢中夹杂物含量偏高。脱碳量过大时，由于延长了氧化期，钢水温度过高，使得炉底．炉坡镁砂泛起，造成ＭｇＯ等各种氧化物进入钢液，冶炼过程中不能完垒排出，留在钢液中，增加了钢中夹杂物。１９９５年对生产进行统计分析。得出钢中夹杂物与脱碳量的关系。适宜的脱碳量应控制在０．２～０．５，最好是０．２％～０．３。新工艺强化配料工作，必要时氧化中期进行喷粉增碳，以保证高温氧化脱碳量。
2.2 预脱氧
在扒除氧化渣后对钢水进行沉淀预脱氧．可防止台金化的锰铁加入熔池后大量氧化，使钢中ＭｎＯ夹杂物含量增加，而ＭｎＯ夹杂在钢液中几乎是无限溶解的，更增加了排除的困难。采用了３种脱氧剂进行预脱氧试验。采用硅铝钡铁合金预脱氧效果最好。加铝法，对降低夹杂物不明显，主要是因为铝的比重轻，浮于钢水表面放烧损，没有起到预脱氧的作用。
2.3 控制还原期
还原期是高锰钢冶炼中非常重要的一个环节，为此．要控制好下述几个方面：（１）合金化时钢水温度的控制。根据山东铝业公司恒成机械制造厂生产实践，钢水温度应控制在１５８０~１６００Ｃ。此时加入锰铁，钢水降温１００ｃ左右，有利于锰铁的快速熔化，减少烧损。（２）加入锰铁的方法。原工艺是在稀薄渣转色后一次性加完锰铁，吹氧助熔。这种方法虽然缩短了冶炼时间。但钢中夹杂物很高。试验加入锰铁方法改为分批加八，批间搅拌助熔不吹氧，前批锰铁基本熔清后加下一批。这较原工艺不仅减少了钢中ＭｎＯ。而且根据夹杂物碰撞长大理论，有助于夹杂物的去除。（３）还原期时间的控制。对锕中夹杂物含量与还原时间长短的关系进行了数据统计分析。还原期采用碳粉，硅铁粉扩散脱氧工艺。当还原时间短时，钢水脱氧差，钢水搅拌次数少，夹杂物去除的数量少；当还原时间过长时，锕水及炉渣对炉衬浸蚀严重，增加了钢中夹杂物ａ适宜的还原时间应控制在３０～４５ｍｉｎ。其问对锕水进行充分搅拌，增加夹杂物碰撞长大的机会，使其充分上浮，达到减少钢中夹杂物的目的。（４）出钢工艺参数的控制。在白渣、渣的流动性良好时，方可出钢。出钢时大口快出深冲。出钢温度必须严格控制。包中钢水温度小于１４６０ｃ，易导致浇不成造成浪费；包中钢水温度高于１４９０ｃ时．钢的二次氧化严重，增加钢中非金属夹杂物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆适宜的温度为１４６０~ｌ４９０Ｃ。新工艺增加了出钢后的镇静时间，这使非金属夹杂物充分上浮。同时降低浇注温度，改善一次结晶组织。考虑到控制系统耐火材料的影响，镇静时间３ｍｉｎ较合适。
3 高锰钢中非金属杂质的影响
随着社会的不断发展，钢铁企业为满足客户需求，开发出一系列高品质钢种。这些高品质钢要求尽可能地降低杂质元素含量，尽可能地提高钢水的纯净度。氧化物是钢中主要的非金属夹杂物，钢中的总氧可以反映氧化物夹杂物的总量，因此降低钢中的氧含量对生产高品质钢极为重要。除了采用加入脱氧剂的方式降低钢中的氧含量，在精炼过程中利用合成渣控制炉渣的成分使脱氧的产物的活度降低，可以提高脱氧效率，即合成渣脱氧。关于碱度对精炼渣脱氧的影响，行业内的认识并不完全统一，有的主张高碱度，而有的则认为较低碱度比较适合。这些结论都是以实验的基础得出的，因各学者的实验条件不同，得到的结论可能也会有差异。张鉴等提出的计算热力学，采用作用浓度计算模型计算得到的结果与实测值吻合较好。Al2O3的作用浓度，相当于活度，随着碱度的增加而不断降低，且降低的趋势随碱度增加而变得越来越平缓。当碱度超过2.5以后，Al2O3的作用浓度基开始趋于平稳，当碱度超过4时，Al2O3的作用浓度几乎不变。SiO2的作用浓度随着碱度的增加而不断降低，且降低的趋势随碱度增加而变得越来越平缓。当碱度超过2以后，SiO2的作用浓度几乎不变。度超过4时，碱度对钢的洁净度将不再有影响，Yoon给出的解释是渣中的SiO2稳定，本文计算渣中的SiO2作用浓度稳定，这可以证明本文计算碱度对脱氧影响的趋势是正确。随着碱度的增加FeO的作用浓度先增加后降低，碱度在2~3附近，FeO的作用浓度达到最大值。成国光等提出，FeO的作用浓度最大时碱度为脱氧的最佳碱度，钢液与之平衡的氧活度最大，此时用Al等脱氧剂最易脱除溶解氧。本文作者认为FeO也是氧化的一种供氧源，且FeO的作用浓度越大对脱硫也越不利。钢中有微量的镁就可以生成镁铝尖晶石夹杂物。碱度对MgO作用浓度的影响。由此可知，MgO的作用浓度随着碱度的增加呈现先增加后略微降低的趋势，在碱度超过3~4附近时，碱度对MgO作用浓度的影响不太大，远不及碱度小于3时对它的影响。Al2O3的作用浓度随着碱度的增加而不断降低联系式12则在碱度小于3~4时，随着碱度的增加，溶解Mg越容易生成，这对控制镁铝尖晶石是不利的，当碱度大于3时，Al2O3的作用浓度随着碱度的增加而降低很少，几乎平稳，而此时的MgO作用浓度略有下降，随着碱度增加，溶解Mg生成变得越来越困难，这对控制镁铝尖晶石是有利的，然而相比碱度小于3时的情况这种“有利”仍然显得较差。因此，炉渣碱度小于3~4对控制镁铝尖晶石的生成是最佳的。
4 结束语
高锰钢在进行炼制的过程中工艺材料等的不同也会影响其中的杂质含量，如果其中非金属杂质含量一直保持一个比较高的水平的话，就会导致后续实际应用钢材的时候出现十分严重的问题，可能会出现裂纹等情况，进而降低应用效果，甚至给人们的生活工作带来危害。
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论文作者:王腾
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷10期
论文发表时间:2019/9/20
标签：碱度论文; 高锰钢论文; 浓度论文; 钢水论文; 作用论文; 脱碳论文; 中非论文; 《建筑实践》2019年38卷10期论文;