新型多功能铝钙碳钢水净化脱氧剂

一、概述
　　该新型钢水净化脱氧剂，选用纯铝、复合铝及多种具有钢水脱硫、脱氧、降低渣熔点及渣项同化吸收良好的纯金属、铁合金和较高活性的化合物为原料，对应不同钢种，优选符合科学的材料组份和比例，经混合制成。能实现各类牌号的钢水都有专用的终脱氧剂。复合铝产品应用于炼钢终脱氧工艺，日本钢铁企业早在1970年就广泛使用了，面对中国加入WTO后冶金工业激烈的市场竞争形势，炼钢企业急需一种具有脱氧、脱硫、洁净钢水、改善钢水流动性、提高钢材质量等功能、精炼效果好的终脱氧剂产品。 钢包终脱氧调质渣洗技术是实现转炉钢水净化的重要手段之一。使用等量的"复合铝钢水净化脱氧剂"，可以全替代"硅铝铁、硅铝钡、硅钙、硅钡钙、硅铝钡钙锶铁合金和复合碳化钙净化剂，脱氧合金包芯线"等产品，该新产品经工业大规模对比试验，不仅具有可靠洁净钢水的作用，而且脱氧效果、合金的回收率都明显增加（9%Si;5%Mn）；脱氧反应后生成高活性减度的调质渣，配合吹氩工艺，实现对钢水进行廉价的变质处理，获得相当于钢包精炼操作的效果，高活性碱度的调质渣有利于吸收钢水中的夹杂物，降低钢水中的夹杂物数量、硫含量，提高钢水流动性和钢材的内部质量，确保连铸、轧制工艺顺行。因为产品价格低，能降低炼钢综合成本（普碳钢3－5元/吨钢、20MnSi、16Mn系列5－8元/吨钢），由此创造显著的经济效益，带来巨大的社会效益，是炼钢终脱氧剂换代产品，发展前景十分广阔。

二、新型钢水净化脱氧剂科学分析和产品简介
　　该新型钢水净化脱氧剂经大规模应用证明，其脱氧、洁净钢水的作用和成本考核都很适宜，以金属铝、复合铝、铁合金及高活性化合物科学优选材料组份和比例经钝化处理后，在氮气保护下混合制成的该产品，在出钢过程中投喂钢包能与钢水中[O]、[S]具有较强的亲合力和反应动力学条件。日本汽车工业材料专家通过大量试验提出了钢中[S]、[O]、和氧化物夹杂，高温条件下存在于钢水中的模式，其结论是硫以4个共价健，即硫原子外层电子与铁离子、氧离子、氧原子电子缺位的氧化物等，形成1:4配位的组合（高氧化气氛硫是正6价）、氧化夹杂物通过电子结合力紧密相连而稳定存在于钢水中，很多自由氧、氢、氮等气体元素又依附在夹杂氧化物疏松的空隙中而稳定存在于钢水中。容易造成连铸工艺生产和钢坯的质量出问题。要改善钢水中总氧含量，实现钢水纯净和较好的流动性，选择参加脱氧的合金元素，必须同时具有与[O]、[S]有很好的亲合力及化学反应动力学条件，该产品中采用的硅、铝、碳、镁、硼元素与[O]、氧原子电子缺位的氧化物，在钢水中发生还原反应生成新的氧化铝、氧化硅、氧化硼、二氧化碳气体；碱土金属钙、钡、镁与呈酸性的[S]形成稳定的硫化钙等，双重反应更容易破坏原来的以硫为中心的共价键结构。达到脱除一个硫的同时有4个或更多的[O]、氧原子电子缺位的氧化物、[H]、[N]被脱除其化学反应的产物因为有很明显的价态变化（氧化），反应激烈、活越、反应产物获得游动初能，再加上钢包底吹氩、二氧化碳气体上溢及高活性碱度低熔点调质渣项具有同化吸收的特性，实现复合渣洗技术，最终反应产物与钢渣同化吸收，形成渣项而减少钢水中的夹杂含量，保证钢水流动性好，鈣元素能较好改善钢水中夹杂物形态，也是钢水很好的孕育剂。微量元素硼、镁、对钢水能起到细化晶粒的作用。由于该新产品比重较小，属于扩散脱氧技术，有利于洁净钢水；优选的材料组份和配比首先必须满足钢水的脱氧求，并在1200度条件下形成高活性熔融还原渣，该还原渣经钢水冲击和搅拌将多数[O]、氧化物夹杂进行还原或吸收，更要作到以四元氧化物为主的渣项能积极参与对钢水中高含量液体渣项的同化吸收，达到反应平衡，形成稳定的钢包渣，而且浸润性好、易于形成泡沫保温渣层，开创了"复合铝钢水净化脱氧剂"集对钢水'脱氧''洁净''保温''细化'四大功能于一起的新一代炼钢用脱氧剂。在炼钢终脱氧控制铝的使用量以后，硅钡钙、硅铝钡钙、硅铝钡等脱氧剂被广泛应用，在高拉速生产过程中，通过研究发现，夹杂物含量与拉速、钢中[O]是正比关系；通过电子探针分析，发现铸坯中的夹杂物主要成份是硅酸盐、铝酸盐和硫化物，三氧化二铝含量很少。根据这个结论不难分析造成这个结果的根本原因是所采用的脱氧剂本身有较高含量的硅酸盐、铝酸盐，一个时期以来，以矿热炉采用铝钒土、石英石、焦碳、石灰、钢屑、重晶石等一步法生产的硅、铝、钡、钙、铁等各个牌号的合金产品，其铝、硅、钙、钡元素的形态很多是以硅、铝酸钙钡盐混合物的形态，脱氧反应过程中以硅、铝酸盐混合物的形态参加钢水脱氧，脱氧元素缺少电子价态变化（硅、铝酸盐分解动力条件不足）反应不激烈，又因比重较大，其脱氧操作为沉淀脱氧工艺，产物容易沉淀钢水中，原于硅、铝酸盐不活跃的结构不能与钢水渣项很好的发生同化吸收，造成钢中硅、铝酸盐夹杂含量高。直接损失钢水流动性；被迫提高出钢及中间包钢水的温度、影响铸坯内在质量和高效连铸的实施。

1、新型多功能复合铝钢水净化脱氧剂理化技术指标　%

2、使用范围 低碳Q号钢，普碳一般低合金钢，炭素钢及沸腾钢。
3、工艺操作重点 新型多功能复合铝钢水净化脱氧剂用量视终点钢水的含碳量情况而定，合金钢和普碳钢一般加入量0.6―1.3Kg/吨钢配加。 使用要求出钢口挡渣，出钢1/5时投入总量的一半，另一半放在按工艺流程加入锰铁、硅铁时一起投入。其回收率分别比传统工艺提高，出完钢后，钢水只需吹氩精炼，不用喂硅钡钙线。