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鈣處理是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種鋼水精煉手段。其主要目的包括:(1)深度降低鋼中[O]、[S]等有害元素含量;(2)改變夾雜物組成形態(tài),避免澆鑄鋁鋼發(fā)生水口堵塞并改善鋼材力學(xué)性能。曾經(jīng)有過向鋼包內(nèi)直接加入鈣合金、向鋼液內(nèi)噴吹鈣合金等方法,但由于處理效果不穩(wěn)定或成本過高等原因已漸被淘汰,現(xiàn)在應(yīng)用的是鋼包喂鈣線方法。
它是將鈣合金(Ca、Ca-Si、Ca-Fe等)用鋼皮包裹制成包芯線,通過喂絲機(jī)的導(dǎo)引管將其以很高的速度插入鋼液。喂絲過程中同時(shí)伴隨惰性氣體攪拌,以增加Ca蒸汽泡在鋼液中的停留時(shí)間和進(jìn)行良好的混合。這種方法在鋼鐵企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用并取得了較大成功。
鋼包喂鈣線的主要處理效果有:(1)降低鋼液中的[S],減少硫化物夾雜含量,形成CaS而分散到鋼中,在軋制時(shí)不會(huì)變形。(2)鋼液中的氧化物夾雜不形成串簇狀而轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚍稚⒌暮珻a氧化物夾雜,從而減少夾雜物尺寸,改善鋼液潔凈度。(3)在Al鋼中加入Ca,易把Al2O3夾雜變成液態(tài)鈣鋁酸鹽,便于它聚合長(zhǎng)大上浮,從而防止水口堵塞。
但由于金屬鈣的熔點(diǎn)低(845℃),沸點(diǎn)低(1450℃),在鋼液中極易上浮到鋼渣表面上與空氣中的氧及渣液中的氧化物反應(yīng)而燒損掉。所以喂絲時(shí)盡量將包芯線喂入到金屬液深部,利用金屬液的靜壓,防止金屬鈣快速氣化,從而延長(zhǎng)金屬鈣在鋼液中停留時(shí)間,對(duì)鋼液起到良好的鈣處理作用。
合理調(diào)整喂線速度。喂線速度對(duì)Ca吸收率的影響較大,過快和過慢均會(huì)導(dǎo)致吸收率降低。包芯線喂入一定深度時(shí)開始熔化,其深度應(yīng)保證熔化分散的鈣氣泡受到較大的鋼水靜壓力,促使其在浮到鋼液面以前就盡可能完全消耗。合適的喂線速度可以提高鈣的收得率。
如果速度過快,一方面會(huì)因局部產(chǎn)生的大量鈣蒸汽而使得鋼液劇烈翻騰,大量鈣蒸汽直接揮發(fā)到空氣中;另一方面鈣蒸汽來不及溶解而大量上浮,從而降低其收得率。反之,如果速度過慢,會(huì)導(dǎo)致喂入深度不足,在其能完全溶解于鋼液前便上浮到鋼液面而浪費(fèi)掉。