(1)钙铝酸盐夹杂,含有少量MgO,钢中呈球状或球块状,尺寸一般在2-10μm之间,这类夹杂物占到了总数的33%。
(2)Al2O3加MgO夹杂,多呈块状,尺寸一般在2-10μm之间,这类夹杂物占到了夹杂物总数的27%。
(3)Al2O3夹杂,一般呈块状,尺寸一般小于5μm,这类夹杂物占到了夹杂物总数的21%。
钙处理后的夹杂物主要有以下3类:
(1)钙铝酸盐夹杂,含有少量MgO,呈球状,尺寸一般小于5μm,占钙处理后钢中夹杂物总量的84%。
(2)CaS夹杂,呈球状,尺寸一般小于2μm,这种夹杂物数量较少,占夹杂物总量的7%左右。
(3)其他夹杂物,如Al2O3和MgO的复合等,占夹杂物总量的9%左右。
钙处理前钢中夹杂物类型分配比例
Faulring等在分析水口堵塞原因时指出,Al2O3颗粒非常容易附着在水口上,形成结瘤甚至堵塞水口,对钢铁浇注产生很大的影响,所以要保持钢中的w(Ca)/w(Al)使其大于0.14。[18]对于硫化物变性,拝田治等人提出利用原子浓度比ACR作为衡量硫化物变性程度的指标。[19]
2.8 Ca-Al系列合金的冶炼方法
关于Ca-Al系列合金的冶炼方法,肖清安等使用两种方法:高温互熔法,强化高温熔融还原法。[20]
高温互熔法:
纯Al、纯Ca纯Fe在高温下重熔得到,这个方法使用原料价格高,而且冶炼技术很难掌握,因为铁熔化需要很高的温度,这时会产生Al、Ca氧化、蒸发、合金不均匀、分层现象等严重影响质量的现象,为了使得冶炼成功必须采取特殊的工艺。
强化高温熔融还原法:
选用特制的活性氧化物例如CaO,BaO,MgO,将他们和还原剂经特殊加工,在高温(2700—2800K)下进行直接熔融还原反应,这种反应称为激化反应,这个方法使用的原料价格很低,但是需在特殊冶炼条件得保障下,冶炼才能成功。[20]
为了能熔炼出优秀的Fe-Al-Ca合金,本研究在前期进行了大量的预备实验,用不同的原料比例熔炼出Fe-Al-Ca合金,从中找到最好的一个以备后续实验。
2.9 Ca-Al合金脱氧的特点
Ca,Al共存,以合金形式加人的Al能使钢中Ca的活度和蒸气分压下降。
Ca-Al合金熔化初期Al的行为是一种极强的氧化物生成的元素。文献综述
Ca、Al同时发生均质或非均质的脱氧、脱硫反应,直接生成已变性的脱氧产物为mCaO nAl2O3=1.0-1.5,在炼钢温度下呈液态,早期易上浮排除。
由于PCa、P合降低,操作安全,Ca、Al元素利用率提高。Ca、Al共存可将O,S脱至最低限值。
2.10 相图
2.11 一种炼钢用铝钙铁脱氧剂专利
申请号201010254239. 3
申请日2010.08. 16
申请人 上海盛宝钢铁冶金炉料有限公司
地址200942上海市宝山区石洞口路1号
发明人:刘欣隆,孙树森,周四明
此发明属于冶金技术领域,具体涉及一种炼钢用销钙铁脱氧剂,该脱氧剂是由金属销粉、金属钙粉和金属铁粉等粉剂组合构成的球形状的组合物,该组合物的组合成分及其形状大小,以及成球后形状,使得该脱氧剂具备如下特点:金属铝粉、金属钙粉及金属铁粉压制成球,制各方法简便;成品强度高,直接进入同厂高位料仓使用;成品比重大,具备强还原能力,对钢水脱氧能力强,与同类脱氧剂相比,铜水总氧含量低;脱氧产物相互聚积长大,上浮快;钢中夹杂物含量減少,同时可使夹杂物变性;钢水浇铸时流动性好。