D0I:10.13374/1.issnl00103.2007.08.007 第29卷第8期 北京科技大学学报 Vol.29 No.8 2007年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2007 钙处理工艺对低碳冷镦钢洁净度的影响 高振波)梁海庆)吴坚)胡义贵)李颂)杜松林12) 1)马钢第三钢轧总厂，马鞍山2430002)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要对钙处理工艺过程中夹杂物变性处理需要的钙含量以及硫化钙的生成条件进行了热力学计算，确定了LF处理后硫 含量需控制的上限和钙处理后钙含量所需的下限：实验研究了温度和喂钙线量对钙收得率的影响以及钙处理后弱吹氩时间 与钢中钙和铝的损失的关系.以理论计算和实验结果为基础，优化钙处理工艺，保证LF处理后钢液含硫不大于0.007%（质 量分数)，按每炉钢喂钙线100~200m、喂钙线后弱吹氩25mi,最终低碳冷镦钢夹杂物合格率达提高到92%. 关键词冷敏钢：钙处理；弱吹氩：洁净度：夹杂物 分类号TF703.5 冷镦钢主要用于制造紧固件产品，客户对冷镦 (2)通过电镜扫描观察夹杂物形态，能谱分析 钢的使用性能和加工性能要求很高，这就要求冷镦 夹杂物组成： 钢具有较好的内部质量，夹杂物大小、分布、数量、种 (③)采用小样电解分析夹杂物总量； 类均较好，夹杂物等级是衡量钢材质量的一个重要 (4)采用T0S针状全氧取样器取样，检验全 指标，通过电镜扫描、能谱分析等手段，根据冷镦钢 氧、氮 夹杂物评级标准，检测到马钢第三钢轧总厂（以下简 2 称三钢轧)冷镦钢夹杂物合格率83%，B类和DS类 实验结果及分析 夹杂物超标较多，实践证明，钙处理是控制夹杂物 钙处理主要目是使高熔点的Al203变性为低熔 的重要环节，本文通过理论计算和实验并结合，提 点的铝酸钙，再经过一段时间弱吹氩，降低非金属夹 出了钙处理工艺优化的方向，并付诸实践，有效提高 杂物含量，从而改善钢液的可浇性，提高钢液的洁净 了低碳冷镦钢洁净度· 度] 工况条件 由于钙的沸点低（约1487℃）、蒸汽压大、在钢 1 中溶解度低，向钢包钢液内喂钙线进行钙处理过程 1.1工艺路线 钢液沸腾非常严重，必然导致钢液的二次氧化，因 铁水预处理一50t复吹转炉一吹氩合金微调 此，如何既能达到钙处理的目的，又能使二次氧化程 站一70tLF炉一六机六流140mm方坯连铸机一高 度降到最小，以及喂过钙线后弱吹氩时间的确定成 速线材轧机.LF工序配备双管喂线机.140mm方 为钙处理技术的关键阿] 坯连铸机浇注方式为“外装式浸入水口十保护渣”， 2.1钙处理前钢中硫含量对钙处理效果的影响 1.2钢种内控成分 在钢包和中间包取样，通过电镜扫描和能谱分 冷镦钢成分见表1， 析，结果在钢包样里发现了少量硫化钙，在中间包样 表1马钢冷徽钢内控成分（质量分数） 发现了更多硫化钙夹杂，见图1和图2. Table 1 Controlled composition of cold heading steel % 根据热力学计算[-]， Mn S P 出 [Ca]+[S]=(Cas) (1) 0.100.080.20-0.500.0150.0300.020-0.040 △G9=-530651.00+121.81T(Jmol-), K=a(cs)(a[cal a(s)). 1.3检测方法 可以得出钢中含[A1].为0.02%~0.04%时， (1)使用瑞士ARL一4460型光谱仪快速分析钢 在不同温度下硫与钙的平衡点，热力学计算结果如 中C、Si、Mn,P、S、Al等元素； 图3所示， 收稿日期：2007-03-11修回日期：2007-05-20 从图3可知，在钢包温度下（约1600℃），钢中 作者简介：高振波(1979-)，男，工程师 硫的质量分数≤0.010%，很难生成硫化钙：实际生
钙处理工艺对低碳冷镦钢洁净度的影响 高振波1） 梁海庆1） 吴 坚1） 胡义贵1） 李 颂1） 杜松林12） 1） 马钢第三钢轧总厂马鞍山243000 2） 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 摘 要 对钙处理工艺过程中夹杂物变性处理需要的钙含量以及硫化钙的生成条件进行了热力学计算确定了 LF 处理后硫 含量需控制的上限和钙处理后钙含量所需的下限；实验研究了温度和喂钙线量对钙收得率的影响以及钙处理后弱吹氩时间 与钢中钙和铝的损失的关系．以理论计算和实验结果为基础优化钙处理工艺保证 LF 处理后钢液含硫不大于0∙007％（质 量分数）按每炉钢喂钙线100～200m、喂钙线后弱吹氩25min最终低碳冷镦钢夹杂物合格率达提高到92％． 关键词 冷镦钢；钙处理；弱吹氩；洁净度；夹杂物 分类号 TF703∙5 收稿日期：2007-03-11 修回日期：2007-05-20 作者简介：高振波（1979—）男工程师 冷镦钢主要用于制造紧固件产品客户对冷镦 钢的使用性能和加工性能要求很高这就要求冷镦 钢具有较好的内部质量夹杂物大小、分布、数量、种 类均较好．夹杂物等级是衡量钢材质量的一个重要 指标通过电镜扫描、能谱分析等手段根据冷镦钢 夹杂物评级标准检测到马钢第三钢轧总厂（以下简 称三钢轧）冷镦钢夹杂物合格率83％B 类和 DS 类 夹杂物超标较多．实践证明钙处理是控制夹杂物 的重要环节．本文通过理论计算和实验并结合提 出了钙处理工艺优化的方向并付诸实践有效提高 了低碳冷镦钢洁净度． 1 工况条件 1∙1 工艺路线 铁水预处理—50t 复吹转炉—吹氩合金微调 站—70t LF 炉—六机六流140mm 方坯连铸机—高 速线材轧机．LF 工序配备双管喂线机．140mm 方 坯连铸机浇注方式为“外装式浸入水口＋保护渣”． 1∙2 钢种内控成分 冷镦钢成分见表1． 表1 马钢冷镦钢内控成分（质量分数） Table1 Controlled composition of cold heading steel ％ C Si Mn S P Al ≤0∙10 ≤0∙08 0∙20～0∙50 ≤0∙015 ≤0∙030 0∙020～0∙040 1∙3 检测方法 （1） 使用瑞士 ARL—4460型光谱仪快速分析钢 中 C、Si、Mn、P、S、Al 等元素； （2） 通过电镜扫描观察夹杂物形态能谱分析 夹杂物组成； （3） 采用小样电解分析夹杂物总量； （4） 采用 TOS 针状全氧取样器取样检验全 氧、氮． 2 实验结果及分析 钙处理主要目是使高熔点的 Al2O3 变性为低熔 点的铝酸钙再经过一段时间弱吹氩降低非金属夹 杂物含量从而改善钢液的可浇性提高钢液的洁净 度［1—3］． 由于钙的沸点低（约1487℃）、蒸汽压大、在钢 中溶解度低向钢包钢液内喂钙线进行钙处理过程 钢液沸腾非常严重必然导致钢液的二次氧化．因 此如何既能达到钙处理的目的又能使二次氧化程 度降到最小以及喂过钙线后弱吹氩时间的确定成 为钙处理技术的关键［4—5］． 2∙1 钙处理前钢中硫含量对钙处理效果的影响 在钢包和中间包取样通过电镜扫描和能谱分 析结果在钢包样里发现了少量硫化钙在中间包样 发现了更多硫化钙夹杂见图1和图2． 根据热力学计算［6—7］： ［Ca］＋［S ］＝（CaS） （1） ΔG ○—＝—530651∙00＋121∙81T（J·mol —1） K＝ a（CaS）／（ a［Ca］ a（S）） 可以得出钢中含 ［Al］s 为0∙02％～0∙04％时 在不同温度下硫与钙的平衡点热力学计算结果如 图3所示． 从图3可知在钢包温度下（约1600℃）钢中 硫的质量分数≤0∙010％很难生成硫化钙；实际生 第29卷 第8期 2007年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．8 Aug．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．08．007
·786 北京科技大学学报 第29卷 解度会有所提高，向钢包内喂钙线进行钙处理，针对 温度对钙收得率的影响进行了实验设计，把温度和 喂线量作为变量，按设计要求进行实验，共测得有效 数据24个，实验结果列于图4.从图中可以看到，随 着喂钙线温度的提高，钙收得率提高，随着喂线量的 20m 增加，钙收得率降低， 30 图1硫化钙和钙铝酸盐的复相夹杂 25 Fig.1 Compound impurity of sulfuric calcium and calcium alumi- 毫20 。..1655℃ nate 15 1600℃ SIK 元素质量分数原子分数 5 CaK s 47.10 52.67 100 200300400500-600 Ca52.90 47.33 限线量m 图4喂线量、喂线温度对钙收得率的影响 10 12 14 16 Fig.4 Effect of temperature and amount of feeding calcium on the E/keV yield of calcium 图2A点能谱能谱分析 本文同时对更低喂线量（≤80m)进行了实验， Fig.2 Spectrum analysis of Point A 结果发现钙的质量分数过低(<12×10-6)，浇注过 程有水口堵塞、堵死现象，关于钢中含钙量多大时 0.035 0.030 1590℃ 才能起到变形夹杂物的作用，各种资料介绍并不统 0.025 计算如下： 50.020 [Ca]+7/6[A1]+11/4[0]= 0.015 1550℃ 1/12.12Ca0.7Al203(s) (2) 0.005 △G9=-1347130.68+357.78TJm0l-1), 2030405060708090 1/2 Ca的质量分数/104 a(12ca07Al203) K- 7/6.11/4 a[Ca]a[Al]a[o] 图3不同温度下硫化钙生成条件 结果表明，钢中[A1].为0.02%一0.04%时，钙 Fig.3 Information condition of calcium sulfide at different temper- atures 的质量分数超过16×10-就能满足夹杂物变性条 件8).实验结果显示，喂钙线量100m时，钢中钙 产中有10%以上炉次硫的质量分数超过0.010%， 的质量分数在(20~38)×10-6，能满足钙处理的要 钙的质量分数一般在(40~60)×10-6，所以在钢包 求，考虑到钢液中[A]。等的波动，所以每炉钢喂钙 取样也发现了少量的硫化钙，由于反应(1)受温度 线范围100~200m(相当于钙加入量0.01%~ 影响非常大，温度低更有利于该反应向正方向进行， 0.02%) 在中间包温度下（约1550℃），只要钢液中硫的质量 分数≥0.005%就有可能生成生硫化钙夹杂，这也正 2.3弱吹氩时间的影响 是中间包样比钢包样硫化钙夹杂更多的原因所在， 钢液中非金属夹杂物上浮需要一定的时间，通 以马钢第三钢轧总厂目前工艺条件，无法避免随着 过吹氩搅拌，增加夹杂物之间的碰撞，能够使固态夹 温度的降低而生成硫化钙夹杂，但是尽量降低钙处 杂物聚集，液态夹杂物集合为大颗粒夹杂物10)，根 理前钢液中硫含量和保持较低的钙含量有利于减少 据斯托克斯(Stokes)公式，夹杂物上浮速度与夹杂 硫化钙夹杂的生成.从图3可以看到若钢液到中间 物半径的平方成正比，夹杂物的聚合大大提高夹杂 包后钙的质量分数在30×10一6以下，满足钢液中硫 物去除速率.通常生产较高品质的钢，比如冷镦钢， 的质量分数≤0.007%，基本上不会生成硫化钙. 都会适当延长喂钙线后的弱吹氩时间.从图5和 2.2钙含量对钙处理效果影响 图6可以看到，弱吹氩25min内钢液中最容易氧化 钙在钢液中的溶解度很小，随着温度的提高溶 的钙和铝元素几乎没有变化，另外对不同弱吹氩时
图1 硫化钙和钙铝酸盐的复相夹杂 Fig．1 Compound impurity of sulfuric calcium and calcium aluminate 图2 A 点能谱能谱分析 Fig．2 Spectrum analysis of Point A 图3 不同温度下硫化钙生成条件 Fig．3 Information condition of calcium sulfide at different temperatures 产中有10％以上炉次硫的质量分数超过0∙010％ 钙的质量分数一般在（40～60）×10—6所以在钢包 取样也发现了少量的硫化钙．由于反应（1）受温度 影响非常大温度低更有利于该反应向正方向进行 在中间包温度下（约1550℃）只要钢液中硫的质量 分数≥0∙005％就有可能生成生硫化钙夹杂这也正 是中间包样比钢包样硫化钙夹杂更多的原因所在． 以马钢第三钢轧总厂目前工艺条件无法避免随着 温度的降低而生成硫化钙夹杂但是尽量降低钙处 理前钢液中硫含量和保持较低的钙含量有利于减少 硫化钙夹杂的生成．从图3可以看到若钢液到中间 包后钙的质量分数在30×10—6以下满足钢液中硫 的质量分数≤0∙007％基本上不会生成硫化钙． 2∙2 钙含量对钙处理效果影响 钙在钢液中的溶解度很小随着温度的提高溶 解度会有所提高向钢包内喂钙线进行钙处理针对 温度对钙收得率的影响进行了实验设计把温度和 喂线量作为变量按设计要求进行实验共测得有效 数据24个实验结果列于图4．从图中可以看到随 着喂钙线温度的提高钙收得率提高随着喂线量的 增加钙收得率降低． 图4 喂线量、喂线温度对钙收得率的影响 Fig．4 Effect of temperature and amount of feeding calcium on the yield of calcium 本文同时对更低喂线量（≤80m）进行了实验 结果发现钙的质量分数过低（＜12×10—6）浇注过 程有水口堵塞、堵死现象．关于钢中含钙量多大时 才能起到变形夹杂物的作用各种资料介绍并不统 一．计算如下： ［Ca］＋7／6［Al］＋11／4［O］＝ 1／12·12CaO·7Al2O3（s） （2） ΔG ○—＝—1347130∙68＋357∙78T（J·mol —1） K＝ a 1／2 （12CaO·7Al2 O3 ） a［Ca］a 7／6 ［Al］a 11／4 ［O］ ． 结果表明钢中［Al］s 为0∙02％～0∙04％时钙 的质量分数超过16×10—6就能满足夹杂物变性条 件［8—9］．实验结果显示喂钙线量100m 时钢中钙 的质量分数在（20～38）×10—6能满足钙处理的要 求考虑到钢液中［Al］s 等的波动所以每炉钢喂钙 线范围100～200 m （相当于钙加入量0∙01％～ 0∙02％）． 2∙3 弱吹氩时间的影响 钢液中非金属夹杂物上浮需要一定的时间通 过吹氩搅拌增加夹杂物之间的碰撞能够使固态夹 杂物聚集液态夹杂物集合为大颗粒夹杂物［10］．根 据斯托克斯（Stokes）公式夹杂物上浮速度与夹杂 物半径的平方成正比夹杂物的聚合大大提高夹杂 物去除速率．通常生产较高品质的钢比如冷镦钢 都会适当延长喂钙线后的弱吹氩时间．从图5和 图6可以看到弱吹氩25min 内钢液中最容易氧化 的钙和铝元素几乎没有变化另外对不同弱吹氩时 ·786· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷
第8期 高振波等：钙处理工艺对低碳冷镦钢洁净度的影响 .787 间钢液中钙含量和铝含量作方差分析，证明弱吹氩 夹杂物大大降低，而DS类夹杂物并没有减少，这可 5min和25min的两组数据没有区别.此结果表明， 能与中间包和结晶器卷渣有关，仅仅通过对钙处理 在马钢第三钢轧总厂的生产条件下，钢包喂钙线后 工艺的改进和优化是不能实现DS类夹杂减少的 弱吹氩时间25min以内钢液二次氧化程度非常小， 表3钙处理工艺优化前线材夹杂物检验结果 这样完全可以在不增加设备投入的前提下，适当延 Table 3 Inspect result of impurity in wire rod before optimum of cal- 长弱吹氩时间，促进更多的较小非金属夹杂物的上 cium treatment 浮.取样检测结果表明，弱吹氩25min比弱吹5min 不合 A B C D DS 夹杂物总量降低约5×10-6 格数细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系 0.009 8 1022 00 003 -弱吹5min 弱吹25min 压限 B 0 0.006 DS 数细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系 0.003 5 0 0 1100 003 No.l No.4 No.7 No.10No.13No.16No.19 另外，在LF弱吹氩后用TOS针状全氧取样器 炉次 取样，检验全氧、氮，发现钙处理工艺优化后，全氧和 图5不同弱吹时间钢中Ca的质量分数对比 氨的质量分数平均降低了4×10-6.小样电解夹杂 Fig.5 Comparison of calcium content at different soft blowing 检测结果也表明钙处理工艺优化后总夹杂量降低了 time 7×10-6,详见表4. 0.07 表4钙处理工艺优化前后分析的部分数据 -弱吹5min 0.06 。-弱吹25min Table 4 Metallurgical effects of calcium treatment 0.05 0.04 钙处理o(T0)/ D(N)/ 夹杂总 最高级 最大直 0.03 工艺 10-6 10-6 量/10-6 别/级 径hm 0.02 0.01 优化后 23.0 22.2 31 1.5 30 0. No.4 No.7 No.10 No.13 No.16 No.19 优化前 27.1 26.1 38 1.5 70 炉次 图6不同弱吹时间钢中A山的质量分数对比 从表2一4数据对比情况来看，夹杂物合格率提 Fig-6 Comparison of aluminum content at different soft blowing 高了，全氧、N、夹杂物最大直径等有很大改善，冷镦 time 钢洁净度得以提高， 2.4取样分析结果对比 3结论 在钙处理工艺优化前后各取4个炉号48个线 (1)为了减少或避免在中间包温度下生成硫化 材样对比分析，优化后线材取样夹杂物不合格 钙夹杂，LF处理后必须保证钢中硫质量分数不大于 4个，合格率92%；压限3个，良好率85%，优化前 0.007%. 线材取样夹杂物不合格8个，即合格率83%；压限 (2)钙处理过程钙收得率随温度提高和喂线量 4个，良好率75%. 的降低而提高，在马钢第三钢轧总厂的生产条件下 取样检测结果列于表2和表3，可以看到B类 每炉钢喂钙线量100~200m,钢液中钙质量分数在 表2钙处理工艺优化后线材夹杂物个数检验结果 (20~38)×10-6,能满足变性夹杂物的要求. Table 2 Inspect results of impurity in wire rods after optimum of cal- (③)适当延长钙处理后的弱吹氩时间有利于非 cium treatment 金属夹杂物的降低，弱吹氩时间延长到25min, 不合 B C D (4)马钢第三钢轧总厂优化钙处理工艺后，工 DS 格数细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系 艺稳定，钢中全氧、氨以及夹杂总量都进一步降低， 400 0100 003 冷镦钢夹杂物合格率从83%提高到92%. 压限 A B D DS 参考文献 数细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系 [1]职建军.钙处理对连铸钢浇铸性能的影响.上海金属，2004 3 00 000 003 (3):34
间钢液中钙含量和铝含量作方差分析证明弱吹氩 5min和25min 的两组数据没有区别．此结果表明 在马钢第三钢轧总厂的生产条件下钢包喂钙线后 弱吹氩时间25min以内钢液二次氧化程度非常小 这样完全可以在不增加设备投入的前提下适当延 长弱吹氩时间促进更多的较小非金属夹杂物的上 浮．取样检测结果表明弱吹氩25min 比弱吹5min 夹杂物总量降低约5×10—6． 图5 不同弱吹时间钢中 Ca 的质量分数对比 Fig．5 Comparison of calcium content at different soft blowing time 图6 不同弱吹时间钢中 Al 的质量分数对比 Fig．6 Comparison of aluminum content at different soft blowing time 2∙4 取样分析结果对比 在钙处理工艺优化前后各取4个炉号48个线 材样对比分析．优化后线材取样夹杂物不合格 4个合格率92％；压限3个良好率85％．优化前 线材取样夹杂物不合格8个即合格率83％；压限 4个良好率75％． 取样检测结果列于表2和表3可以看到 B 类 表2 钙处理工艺优化后线材夹杂物个数检验结果 Table2 Inspect results of impurity in wire rods after optimum of calcium treatment 不合 格数 A B C D 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 DS 4 0 0 0 1 0 0 0 0 3 压限 数 A B C D 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 DS 3 0 0 0 0 0 0 0 0 3 夹杂物大大降低而 DS 类夹杂物并没有减少这可 能与中间包和结晶器卷渣有关仅仅通过对钙处理 工艺的改进和优化是不能实现 DS 类夹杂减少的． 表3 钙处理工艺优化前线材夹杂物检验结果 Table3 Inspect result of impurity in wire rod before optimum of calcium treatment 不合 格数 A B C D 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 DS 8 1 0 2 2 0 0 0 0 3 压限 数 A B C D 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 DS 5 0 0 1 1 0 0 0 0 3 另外在 LF 弱吹氩后用 TOS 针状全氧取样器 取样检验全氧、氮发现钙处理工艺优化后全氧和 氮的质量分数平均降低了4×10—6．小样电解夹杂 检测结果也表明钙处理工艺优化后总夹杂量降低了 7×10—6详见表4． 表4 钙处理工艺优化前后分析的部分数据 Table4 Metallurgical effects of calcium treatment 钙处理 工艺 w（TO）／ 10—6 w（N）／ 10—6 夹杂总 量／10—6 最高级 别／级 最大直 径／μm 优化后 23∙0 22∙2 31 1∙5 30 优化前 27∙1 26∙1 38 1∙5 70 从表2～4数据对比情况来看夹杂物合格率提 高了全氧、N、夹杂物最大直径等有很大改善冷镦 钢洁净度得以提高． 3 结论 （1） 为了减少或避免在中间包温度下生成硫化 钙夹杂LF 处理后必须保证钢中硫质量分数不大于 0∙007％． （2） 钙处理过程钙收得率随温度提高和喂线量 的降低而提高在马钢第三钢轧总厂的生产条件下 每炉钢喂钙线量100～200m钢液中钙质量分数在 （20～38）×10—6能满足变性夹杂物的要求． （3） 适当延长钙处理后的弱吹氩时间有利于非 金属夹杂物的降低弱吹氩时间延长到25min． （4） 马钢第三钢轧总厂优化钙处理工艺后工 艺稳定钢中全氧、氮以及夹杂总量都进一步降低 冷镦钢夹杂物合格率从83％提高到92％． 参 考 文 献 ［1］ 职建军．钙处理对连铸钢浇铸性能的影响．上海金属2004 （3）：34 第8期 高振波等： 钙处理工艺对低碳冷镦钢洁净度的影响 ·787·
,788 北京科技大学学报 第29卷 [2]汪开忠。低碳高铝钢钙处理工艺及对钢中夹杂物的影响。钢 [们]陈家祥。炼钢常用图表数据手册，北京：冶金工业出版社， 铁研究，2005(3)：38 1984.413 [3]孙硕猛·钙处理对钢中夹杂物性质影响的实验研究钢铁研 [7]陈家祥.连续铸钢手册.北京：冶金工业出版社，1991：31 究，2006(4)：21 [8]张鉴·冶金熔体的计算热力学.北京：冶金工业出版社，1998： [4]许中波.钙处理钢水中非金属夹杂物的形态，北京科技大学 254 学报.1995,17(2)：125 [9]贺道中.含铝钢水的钙处理.钢铁研究，2002(6)：13 [⑤]国际钢铁协会.洁净钢洁净钢生产工艺技术。北京：治金工 [1O]袁晓鹏.转炉一ANS一连铸工艺生产低碳铝镇静钢洁净度研 业出版社，2006.38 究.钢铁，2003(11)：15 Effect of calcium treatment on the cleanliness of low carbon cold heading steel GAO Zhenbo,LIANG Haiqing,WU Jian),HU Yigui),LI Song),DU Songlin2) 1)No.3 Steel Making and Rolling Combination Mill,Masteel.Maanshan 243000.China 2)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACI The calcium content for inclusion distortion and the formation condition of sulfuric calcium in cal- cium treatment were calculated by thermodynamics method.The maximum content of sulfur after LF treatment and the minimum content of calcium after calcium treatment were determined.The effect of temperature and amount of feeding calcium on the yield of calcium and the relation between the soft argon blowing time after cal- cium treatment and the loss of calcium and aluminum were investigated.Based on calculation and experimental data,the process of calcium treatment was optimized,and the mass fraction of sulfur in steel after LF treatment is no more than 0.007%.For each heat,feeding 100-200m calcium line and blowing soft argon for 25 minutes after calcium feeding,the percent of pass of inclusions in the cold heading steel can reach up to92. KEY WORDS cold heading steel;calcium treatment;soft argon blowing;cleanliness;inclusions
［2］ 汪开忠．低碳高铝钢钙处理工艺及对钢中夹杂物的影响．钢 铁研究2005（3）：38 ［3］ 孙硕猛．钙处理对钢中夹杂物性质影响的实验研究．钢铁研 究2006（4）：21 ［4］ 许中波．钙处理钢水中非金属夹杂物的形态．北京科技大学 学报199517（2）：125 ［5］ 国际钢铁协会．洁净钢—洁净钢生产工艺技术．北京：冶金工 业出版社2006：38 ［6］ 陈家祥．炼钢常用图表数据手册．北京：冶金工业出版社 1984：413 ［7］ 陈家祥．连续铸钢手册．北京：冶金工业出版社1991：31 ［8］ 张鉴．冶金熔体的计算热力学．北京：冶金工业出版社1998： 254 ［9］ 贺道中．含铝钢水的钙处理．钢铁研究2002（6）：13 ［10］ 袁晓鹏．转炉—ANS—连铸工艺生产低碳铝镇静钢洁净度研 究．钢铁2003（11）：15 Effect of calcium treatment on the cleanliness of low carbon cold heading steel GAO Zhenbo 1）LIA NG Haiqing 1）W U Jian 1）HU Y igui 1）LI Song 1）DU Songlin 12） 1） No．3Steel Making and Rolling Combination MillMasteelMaanshan243000China 2） Metallurgical and Ecological Engineering SchoolUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ABSTRACT The calcium content for inclusion distortion and the formation condition of sulfuric calcium in calcium treatment were calculated by thermodynamics method．The maximum content of sulfur after LF treatment and the minimum content of calcium after calcium treatment were determined．The effect of temperature and amount of feeding calcium on the yield of calcium and the relation between the soft argon blowing time after calcium treatment and the loss of calcium and aluminum were investigated．Based on calculation and experimental datathe process of calcium treatment was optimizedand the mass fraction of sulfur in steel after LF treatment is no more than0∙007％．For each heatfeeding100—200m calcium line and blowing soft argon for25minutes after calcium feedingthe percent of pass of inclusions in the cold heading steel can reach up to92％． KEY WORDS cold heading steel；calcium treatment；soft argon blowing；cleanliness；inclusions ·788· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷