D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2000.05.011 第22卷第5期 北京科技大学学报 Vol.22 No.5 2000年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2000 精炼剂对钢水脱硫处理效果的影响 许中波 张东力 北京科技大学冶金学院，北京100083 摘要在实验室和转炉炼钢厂对钢水分别用CO-Al,O精炼剂和电石型精炼剂进行精炼处理， 研究了精炼剂加入量对钢水脱硫率以及钢中总氧含量的影响.钢水经过CO-Al,O,精炼剂处理 后，可以获得20%40%的脱硫率：钢水经电石型精炼剂处理后，可以获得40%的脱硫率，而且 钢中总氧含量可以降低到5×10以下. 关键词精炼：脱硫：钢水 分类号TG142!文献标识码：A 随着科学技术的发展，钢材的用户对钢的 剂同时向钢水中加入转炉渣，所用转炉渣的化 使用性能的要求不断提高，利用现代二次冶金 学成分见表2.通过这种试验来研究转炉渣对 技术，如钢包炉和真空炉等，基本上可以把钢的 精炼剂脱疏效果的影响 化学成分以及钢中有害元素的含量控制在所要 表2试验所用转炉渣化学成分（质量分数） 求的范围内).但是对于转炉容量小、出钢量为 Table 2 Chemical composition of used converter slag 2040t的炼钢厂还不具备铁水预脱硫条件，钢 Cao SiO,Mgo Feo P2O, 水出钢后只经过几分钟的钢包吹氩处理，就送 52.6415.955.0312.160.17 1.96 往连铸浇注，由于转炉炼钢时脱硫能力低，一般 电石在钢水中可以分解成金属钙，钙是强 产品钢水的含硫量（质量分数）为0.02%0.03%， 脱疏剂.为了提高精炼剂的脱硫能力，在加入精 不能生产优质中板，为此本文借鉴国外采用精 炼剂的同时，向钢水中加入一定量的电石，研究 炼剂对钢水进行脱硫的经验，通过实验室和炼 电石的加入量对脱疏效果的影响. 钢厂现场试验，来探讨用精炼剂对钢水脱硫的 12炼钢厂钢水脱硫试验 可能性 试验所用钢水包容量为35~40t,在转炉出 1试验方法 钢前及出钢过程中将合成渣投加入钢包，借助 钢水的热能和出钢钢水的冲击动能，使所加入 1.1试验室试验 的合成渣得到充分搅拌而熔化：电石型钢包精 试验所用钢材化学成分见表1. 炼剂在出钢过程后期加入，试验中，合成渣加入 将20kg试验材料装入25kg中频感应炉中， 前的钢样是在出钢时使用快速动态取样器从转 炉衬材料为电熔镁砂.试验材料熔化后，加入一 炉中取得.合成渣处理后的钢样是在连铸工段， 表】试验用钢的化学成分（质量分数） 钢包未上回转台前用静态快速取样器取得. Table 1 Chemical composition of experimented steel% 2试验结果与讨论 C Si Mn P 0.2-0.40.02-0.200.2-0.70.02-0.040.01-0.02 2.1试验室试验结果. (1)精炼剂的脱硫效果， 定量钢水精炼剂，精炼剂的主要成分为CaO和 图1(a)为不加入转炉渣的情况下，钢水脱 A12O,精炼剂的加入量为150~250g,精炼剂处 硫率与精炼剂加入量之间的关系图，由图1(a) 理时间为l0min, 可知，采用含CaO的精炼剂对钢水进行脱疏， 为了模拟转炉出钢带渣情况，在加入精炼 在本试验条件下，可以获得20%左右的脱硫率， 2000-01-04收稿许中波男，43岁，副教授，博士 图1(b)为加入200g精炼剂时转炉渣加入量
第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 城 如 ，介 精炼剂对钢水脱硫处理效果 的影响 许 中波 张 东力 北京科技大学冶金学院 ， 北京 创 摘 要 在实验室和 转炉炼钢 厂对钢 水分别用 卜 刃 精炼剂和 电石 型精炼剂进行精炼处理 ， 研 究了精炼剂加 入量对钢 水脱硫率 以及钢 中总氧含量的影 响 钢 水经过 卜 精炼剂处理 后 ， 可 以获得 ， 礴 的脱硫率 钢 水经 电石 型精炼剂处 理后 ， 可 以获得 的脱硫率 ， 而 且 钢 中总氧含量可 以 降低 到 一， 以下 关键词 精炼 脱硫 钢 水 分 类号 文献标识码 随着科学技 术 的发 展 ， 钢 材 的用 户 对钢 的 使用 性 能 的要 求 不 断提 高 利用 现代二 次冶 金 技术 ， 如钢包炉和 真 空 炉等 ， 基本上可 以把钢 的 化学成分 以及钢 中有害元素 的含量控制在所 要 求 的范 围 内〔卜 但是对 于转炉 容量小 、 出钢 量为 码 的炼钢 厂 还不 具 备铁水 预 脱 硫条件 ， 钢 水 出钢 后 只 经过几 分钟 的钢 包 吹氢 处 理 ， 就送 往连铸浇注 由于 转炉炼钢 时脱硫 能力低 ， 一般 产 品钢 水 的含硫量 质量分数 为 刁 ， 不 能生产 优质 中板 为 此本文借 鉴 国 外采用 精 炼剂对钢 水进行 脱硫 的经 验 ， 通 过 实验 室 和 炼 钢 厂 现场试验 ， 来探 讨用 精炼剂对钢 水脱硫 的 可 能性 试验方法 试验室试验 试验所用 钢 材化 学成 分 见 表 将 试验材料装入 吨 中频感应 炉 中 ， 炉衬材料 为 电熔镁砂 试验材料熔化后 ， 加入一 表 试验用钢的化学成分 质最分数 奴 剂 同 时 向钢 水 中加入转 炉渣 ， 所用 转炉渣 的化 学成 分 见表 通过这种试验来研 究转炉渣对 精炼剂脱硫效果 的影 响 表 试验所用转炉渣化学成分 质量分数 介 廿 水 恤 ， 电石 在钢 水 中可 以分 解 成 金 属钙 ， 钙 是 强 脱硫剂 为 了提高精炼剂 的脱硫 能力 ， 在加 入精 炼剂 的 同 时 ， 向钢 水 中加入一 定量 的 电石 ， 研究 电石 的加 入量对 脱硫 效果 的影 响 炼钢厂钢水脱硫试验 试验所用 钢 水 包容量 为 科 ， 在转 炉 出 钢 前 及 出钢 过程 中将合成 渣投加 入钢 包 ， 借助 钢 水 的热 能和 出钢 钢 水 的冲击动 能 ， 使所加入 的合 成渣得 到 充 分搅拌而熔化 电石 型 钢 包精 炼剂 在 出钢 过程后 期加 入 试验 中 ， 合成渣加 入 前 的钢 样是在 出钢 时使用 快速动 态取样器从转 炉 中取得 合成渣处 理后 的钢 样是在连铸工 段 ， 钢 包 未上 回转 台前用静态快速取样器取 得 一 司 定 量 钢 水 精炼剂 ， 精炼剂 的 主 要 成分 为 和 ， 精炼剂 的加 入量 为 一 ， 精炼剂 处 理 时 间为 为 了模拟转炉 出钢 带渣情况 ， 在加入精炼 一 收稿 许 中波 男 ， 岁 ， 副 教授 ， 博士 试验结果与讨论 试验室试验结果 精炼剂 的脱硫 效果 图 为 不 加 入转 炉渣 的情 况 下 ， 钢 水脱 硫 率 与精炼剂加 入量之 间 的关系 图 由 图 可 知 ， 采用 含 的精炼剂对钢 水进行脱硫 ， 在本试验条件下 ， 可 以获得 左右 的脱硫率 图 伪 为加入 精炼剂 时转炉渣加 入量 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2000．05．011
·436 北京科技大学 学报 2000年第5期 对于钢水脱硫率的影响关系.由图1(6)可以看 60 出，随着转炉炉渣的加入量的增加，钢水脱硫率 、 (a) % 迅速降低.由于中国大多数转炉钢厂，出钢挡渣 水平较低，出钢时大量转炉炉渣进入钢包，加入 40-「-5--◆ 的精炼剂起不到脱硫效果. 30 24 (a) 20 9 16 ● 0 0 20 3040 50 12 m电石/g 150D) 140160180 200220240260 90 m鳞练家/g 60 20 (b) 30 16---- 12 0 10 20 30 40 50 m电石/g 图2电石加入量与钢水脱硫率和钢水总氧关系.()钢水脱 4 硫率；b)钢水总氧 Fig.2 Effect of CaC,on the desulfurization and total oxy- 200 300. 400 500 600700 gen m的准/g 2.2生产试验结果 图1精炼剂加入量对钢水脱疏率的影响.(a)精炼剂：(b)精 炼剂中转炉渣加入量 根据试验室试验的结果，在炼钢厂试验中 Fig.1 Effect of refining reagent and converter slag in refi- 直接采用电石型精炼剂对转炉钢水进行脱硫试 ning reagent on desulfarization 验.图3(a)为加入200kg合成渣前提下，电石型 精炼剂加入量与钢水脱硫率和总氧关系图，从 (2)精炼剂和电石的混合物的精炼效果. 图3(a)中可以看出随电石型精炼剂加入量的增 图2(a)为加入200g精炼剂前提下，电石加 加，钢水脱疏率明显上升.在精炼剂加入量为 入量与钢水脱硫率关系图.说明加入电石以后， 42~56kg时（约为每吨钢1.26kg),钢水脱硫率 钢水脱硫率迅速增加，可以获得40%~50%的脱 基本稳定保持在30%~40%.因此，电石型精炼 硫率，同时可以把钢水中的硫含量从0.02% 剂可以改善钢包处理合成渣的脱硫效果，并且 降低到0.01%以下，但是在向钢水中加入200g 脱硫效果的提高程度与精炼剂的加入量有直接 精炼剂和3040 g CaC2时，再向钢水中加入400 关系，在目前生产环境和工艺条件下，每炉的电 ~500g转炉炉渣，钢水脱硫率几乎为零.由此 石型精炼剂加入量以50kg为宜.由于电石为强 看来，如果不能有效地防止转炉炉渣进入钢包， 还原性物质，其加入量的增加的同时可以降低 即使加入CaC,对钢水进行脱硫，也难以取得满 钢水的总氧含量.从图3(a)中还可以看出，随电 意的脱硫效果. 石型精炼剂加入量的增加，钢水中的总氧含量 图2(b)为加入200g精炼剂前提下，电石加 也随之降低，钢水总氧含量的降低意味着钢中 入量与钢中总氧含量之间关系.随着电石加入 夹杂物的含量降低，见图3(b).钢中夹杂物情况 量的增加，钢水中总氧含量迅速降低.钢中总氧 与钢包处理的合成渣成分有明显的关系，增加 含量可以降低到4.5×10-以下，而不采用钢包精 精炼剂的加入量可有效降低钢中夹杂物含量， 炼剂时，通常钢中总氧含量为1×10以上. 从而可以改善钢的使用性能
北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 对 于 钢 水 脱 硫 率 的影 响关 系 由 图 可 以看 出 ， 随着转炉炉渣 的加入 量 的增 加 ， 钢 水 脱硫率 迅速 降低 由于 中 国大 多数转 炉 钢 厂 ， 出钢 挡渣 水 平 较低 ， 出钢 时大 量转炉 炉 渣进入钢 包 ， 加 入 的 精 炼剂起 不 到 脱硫 效 果 雨 吟 一 一 一 一 一 一 一 叮 一 一 一 一 叮一 一 一 一 · ︸ ︸︸ 一﹄ 一﹄ 一﹄ 厂荟广 、︸亡 “ 卜卜 芝卜翻 雨 广 一 一 一 一 一 一 一 一 ，一 一 一 一 一 一 一 口一 一 一 一 月一 一 一 一 ︸” ，内 ﹁ ‘， 内‘ …︸ 。。。 宁，·。。 ︺、︸ ︸ ·。·︸ · 。 ︸丫儿 。 ︸ 。 幸… · ︸ 、 … 。 陆匕卜卜 、了一﹄一︸ ‘曰，戈伟 ︵ 甲、一琴 一。· 匕 一 一 内乙 芝卜理昌 精旅 袱 一 舀 一 一 一 一 一 一 一 厂 一 一 一 一 一 一 一 一 一 己 一 一 电石 ︸ ﹃ ‘ 一 一 一 一 ‘ 一 一 一 日 门 二二 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 娜一 ‘， 了 ，立，卫 ︸八︶ 芝卜举翅 炉 旅 图 精炼剂加入量对钢水脱硫率的影响 精炼剂 伪 精 炼剂中转炉渣加 入量 · 郎 精炼剂和 电石 的混合 物 的精炼效果 图 为加入 精炼剂前提下 ， 电石 加 入量与 钢 水脱硫 率关 系 图 说 明加 入 电石 以后 ， 钢 水 脱硫 率迅速增 加 ， 可 以获得 一 的脱 硫 率 ， 同 时 可 以 把 钢 水 中 的 硫 含 量 从 降低 到 以下 但 是 在 向钢 水 中加 入 精炼剂和 时 ， 再 向钢 水 中加入 一 转 炉 炉渣 ， 钢 水 脱 硫 率几 乎为零 由此 看来 ， 如果 不 能有效地 防止转炉 炉渣进入钢包 ， 即 使加 入 对钢 水进行 脱硫 ， 也 难 以取 得满 意 的脱 硫 效 果 图 为 加 入 精 炼剂前提 下 ， 电石 加 入 量 与钢 中总 氧 含 量之 间关 系 随着 电石 加 入 量 的增 加 ， 钢 水 中总氧含量 迅速 降低 钢 中总氧 含量可 以降低 到 一 ， 以下 ， 而不采用 钢 包精 炼剂 时 ， 通常钢 中总氧含量 为 一 以上 图 电石加入量与钢水脱硫率和钢水总氧关系 钢水脱 硫率 伪 钢水总氧 喀 · 七 生产试验结果 根据 试验 室 试验 的结果 ， 在 炼钢 厂试 验 中 直接采用 电石 型精炼剂对 转炉钢 水进行脱硫试 验 图 为加 入 合成 渣前提下 ， 电石 型 精炼 剂加入量 与钢 水脱硫 率和 总氧关 系 图 从 图 中可 以看 出 随 电石 型精炼剂加 入量 的增 加 ， 钢 水 脱硫 率 明显 上 升 在 精炼剂加 入量 为 一 时 约 为每 吨 钢 吨 ， 钢 水 脱硫 率 基 本 稳 定 保持 在 礴 因此 ， 电石 型 精 炼 剂可 以改 善钢 包 处 理 合 成渣 的脱硫 效果 ， 并 且 脱硫效果 的提 高程度 与精炼剂 的加 入量有直接 关系 在 目前生产环境和 工 艺条件下 ， 每炉 的 电 石 型精炼剂 加 入 量 以 为宜 由于 电石 为强 还 原性物质 ， 其 加 入量 的增 加 的 同 时可 以 降低 钢 水 的总氧含 量 从 图 中还 可 以看 出 ， 随 电 石 型 精炼 剂加 入 量 的增 加 ， 钢 水 中 的总 氧含 量 也 随 之 降低 钢 水 总 氧 含 量 的 降低 意 味着钢 中 夹 杂物 的含量 降低 ， 见 图 钢 中夹 杂物情况 与钢 包 处理 的合成 渣 成 分 有 明显 的关 系 ， 增 加 精炼 剂 的加 入量 可 有效 降低钢 中夹杂物含量 ， 从 而 可 以改善钢 的使用 性 能
Vol.22 No.5 许中波等：精炼剂对钢水脱疏处理效果的影响 ·437· 50 (a) 250 3结论 40本 ● 200 (1)添加CaO-Al2O,-CaC2基钢包精炼剂对钢 30 150 水脱硫能够获得满意的效果 D 20 -------------r---100 (2)转炉的高氧化性炉渣在出钢过程中进入 钢包，会显著降低精炼剂的脱疏效果 10 ●脱疏率·-公 50 (3)采用CaO-Al,OCaC2基钢包精炼剂对钢 0 △总氢 0 水进行炉后处理，可以获得20%40%左右的脱 0 18 36 54 72 硫率 m电石kg (4)采用CaO-Al2O,-CaC2基钢包精炼剂，可 0.40 d) 以把钢水中总氧含量降到5×103以下. 0.32 ----1-----1 参考文献 0.24 1 Saxena S K.Effect of Injection of CaO-Containing Slag Powder on Deoxidation Characteristics of Aluminium- 0.16 ----6 killed Steel.Scand J Metallurgy,1975(4):42 2 Meyer F.Verbesserung der Verarbeitungsund Gebra- 0.08 -L uchtseigneschaften der Staehle Durch Entschwefelung and 0.00 Sulfidformbeeinflussumg.Stahl Eisen,1977,97(8):410 15 30 45 60 3 El Gammal.Refining of steel by Slag/Metal Reaction and m电右kg Ca-Al Additions.in:7th Japan-Germany-Seminar on Fun- 图3电石型精炼剂加入量与钢水脱硫率、总氧含量及夹杂 daments of Iron and Steelmaking.Dueffeldorf,1987 物面积分数关系.(a)钢水脱硫率；b)夹杂物面积分数 Fig.3 Effect of CaC:on desulfurization,total orygen and steed cleanness Effect of Desulfurization of Liquid Steel with the Refining Flux XU Zhongbo,ZHANG Dongli Metallurgy School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The liquid steel was refined in the laboratory and in converter steel shop with the mixture of CaO-Al2O,and CaO-Al2O,-CaC2.The influence of the mixture added amount on the desulfurization and total oxygen of steel has been investigated.Refining of steel with the mixture of CaO-AlO,,the desulfurization of 20%~40%was reached;Refining of steel with the mixture of CaO-Al2O,-CaC2,the desulfurization of 40% was reached,and the total oxygen in the steel was reduced under 5x10-. KEY WORDS refining;desulfurization;liquid steel
一 许 中波 等 精炼剂对 钢 水 脱硫 处 理 效 果 的影 响 ‘‘ 一 一 ︸ 一 ︸气 一 一 一 △ 一 一 ，， ︼、﹃ 八 已 甲一、 △ ，卜 一 一 一 一 一 口一 一 件 一 ‘ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ︼飞 芝卜招困 脱硫率 △ 总氧 一 冰 一 巴一一 电一﹄， 石一︸了 伪 。一 卜﹄ 一 一 一 卜 一 一 一 一 卜 一 一 一 ‘ 结论 添加 一 一 基钢包精炼剂对钢 水 脱硫 能够 获 得满 意 的 效 果 转炉 的高氧化 性炉渣在 出钢 过程 中进入 钢 包 ， 会显 著 降低精炼剂 的脱硫 效果 采用 卜 一 基钢包精炼剂对钢 水 进行炉 后 处理 ， 可 以获得 礴 左右 的脱 硫 率 采用 卜 翻 基钢 包精炼剂 ， 可 以把钢 水 中总 氧含量 降 到 一 ， 以下 参 考 文 献 一 、 劝 洛 】 ‘ 、 沁 犷 叨 ， ， 印 一 田盯 加 ， ， ‘ 一 一一 一 一 一 一 氟娜很拭芝众礴厦︸ 习 ‘ 味 电石吨 图 电石型精炼剂加入 与钢水脱硫率 、 总氟含 及夹杂 物面积分数关系 钢水脱硫率 肋夹杂物面积分数 咭 拓 七， 。 ， ， ‘ 口砂 ， 月只 州 ‘ 公】助罗 ， ， ， 理 一 一 一 议 迁 别力。 止 一 ， 允 礴 甘 一 一 ， 山 ， 一