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钢包顶渣改质剂冶金性能的研究

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钢包渣改质剂的应用研究

钢包渣改质剂的应用研究

０ 前言
１ 试 验 方案
随着 市 场 对 低 硫 钢 种 需 求 的 不 断 增 大 ， Ｈ Ｒ 深脱 硫 技术得 到 了广 泛研 究 。要 取得 稳 定 的 Ｒ Ｈ
试 验 冶炼 工 艺 流 程 为 ： 炉一 吹 氩 一 Ｒ 转 Ｈ精 炼一 连 铸 。试 验 在 吹 氩 工 位 进 行 ， 包 容 量 为 钢
第１ ６卷第 ３期
２１ ０ ０年 ６月
宽 厚板
ＷＩ ＤＥ ＡＮＤ ＥＡＶＹ Ａ ＴＥ Ｈ ＰＩ
Ｖｏ ． ６ Ｎ ． １１． ｏ３
Ｊ ｎ ２ １ ・３ ｕ ｅ ００ １・
钢 包 渣 改 质 剂 的 应 用 研 究
刘 菲
（ 安徽工业 大学 ） 摘 要 结合 国内某厂生产实践 ， 研究 了不 同钢包 顶渣改质 剂 的应 用效果 ， 出 ＋Ｃ Ｃ ，改质剂 的改 得 ａＯ 钢包渣 改质剂 改质效果
ａ ｅ ｓｕ ｅ ．Ｔｈ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ｆ ｃ ｆＡ ＋Ｃａ Ｏ３ｂ ｓ ｄ ｍｏ ｉ ｅ ｓｍｏ ｅ ｓａ ｌ ｎ ｈ ａ ｕ ｅ ｒ ｕ ｇ ｓ ｒ ｔ ｄ ｄ ｉ ｅ ｒ ｕ ｔ ｏ ｓｔ ａ ｅ ｅ ｅ ｔ １ ｅ ｓ ｔ ｏ Ｃ ａ ｅ ｄｆ ｒｉ ｉ ｒ ｔ ｂ ｅａ ｄ ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓａ ｅ ｓ ｇ ｅ － ｔ ｏ ｔ ｉ ｚｎ ｅ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｅ ｅ ｔ ｄ ｅ ｓａ ． ｄ ｅ ｆ ｒｓａ ｌ ｉ ｇ ｔ ｄｆ ａ ｏ ｆ ｃ ｌ ｌ ｌｇ ｂ ｉ ｈ ｉ ｉ ｆ ｏ ａ Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｌ ｄｅ ｓ ｇ，Ｍｏ ｉ ｅ ，Ｍｏ ｉｉａｉ ｎ ｅ ｅ ｔ ｙ ｒｓ ａ ｌ ｌ ａ ｄｆ ｒ ｉ ｄ ｆ ｔ ｆ ｃ ｃ ｏ
２ ０×１ 左右 ； 于高 铝 铝 渣则 为 １０×１ 左 ０ ０ 对 ８ ０

顶渣改质剂产品性能分析

顶渣改质剂产品性能分析

11日的中央经济工作会议指出2015年依靠促改革调结构，坚持不懈推动经济发展提质增效升级，努力做到调速不减势、量增质更优。

因为当前环境承载能力已达到上限，必须推动形成绿色低碳循环发展新模式，同时不要一味注重钢的产量，要做到提升品种钢质量，才能在钢铁业发展新常态下抓住更多机遇，在钢铁行业发展放缓的情况下，未来钢铁企业通过产品品质升级做积极转型。

改质剂在炼钢中用途主要是有效提高钢中的铝含量，提高了含铝钢的生产量，可按客户要求定制生产各种规格，指标的冶金炉料产品。

金泰的顶渣改质剂主要用于大包渣的改性处理，脱氧能力很强，同时还具有吸附夹杂物的能力，能够提高钢水的纯净度，具有低熔点钢包顶渣的特点，在真空循环脱气精炼能够为脱硫创造更好的条件，钢水可浇性强，在RH炉结束后直接连浇，不必转到LF精炼炉中耗费生产成本，由此节省成本，经济效益提高了，也提高了钢水质量。

顶渣改质后低碳、低硅钢经吹氩站处理后直上连铸，钢水流动性好，未发生水口堵塞现象；烟尘不大，能满足出钢和环保要求；钢水去硫效果好，脱硫率达到 40%。

产品性能
1、具有成渣快，脱氧能力强，吸附夹杂的功能。

2、在初炼炉出钢时使用，能将精炼炉的部分脱氧、脱硫功能提前到出钢时完成，缩短精炼时间。

3、炉渣易发泡，升温速度快，减少钢液吸氧。

4、使用过程中钢液不增碳、回硅量少。

5、降低炼钢成本，提高炼钢产能。

金泰多年来一直从事炼钢辅料的开发与生产，在和钢厂客户的不断交流中，了解到当前钢铁行业面临的难题，针对环保与产能过剩问题，我们研发一系列低碳环保，铸造高质量钢的炼钢辅料产品，在合作共赢的基础上，共同实现我们的钢铁强国梦。

钢包顶渣改质生产实践

钢包顶渣改质生产实践

Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｔｏｐ Ｓｌａｇ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌａｄｌｅ
ＺＨＡＯ ＫｅꎬＤＥＮＧ Ｃｈａｎｇ￣ｆｕ ( Ｂａｏｗｕ Ｇｒｏｕｐ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｓｈａｏｇｕａｎ Ｉｒｏｎ ＆ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｓｈａｏｇｕａｎꎬ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇꎬ ５１２１２３ꎬ Ｐ. Ｒ. Ｃｈｉｎａ)
成分 含量
表 １ 钢水助净剂理化指标
Ａｌ
Ａｌ２ Ｏ３
ＣａＯ
≥２０ ３８ ~ ５５ ≤８
ＳｉＯ２ ≤１２
ｗ /% Ｈ２ Ｏ ≤１. ５
２. ３ 改质剂加入方法 钢水助净剂在合金之前加入ꎬ助净剂中的铝大
部分用于脱钢水中的自由氧ꎬ起不到充分脱除顶渣 中氧的作用ꎬ助净剂在合金之后加入较合适ꎮ 经过 一定炉数的对比试验ꎬ石灰在合金之后加入ꎬ钢包液 面会出现一坨坨未化开的石灰ꎬ而在合金之前加入 石灰ꎬ钢包液面石灰不会出现结坨现象ꎬ石灰在钢水 氧化性较强的情况下加入ꎬ熔化效果较好ꎮ 为此ꎬ确 定合适的脱氧合金化顺序为:石灰( 约 ２０ ｔ 钢水) → 合金→钢水助净剂ꎮ ２. ４ 改质剂加入量
炉挡渣出钢→脱氧合金化( 石灰和助净剂) →氩站 →连铸ꎮ 为摸索改质效果ꎬ对石灰和助净剂加入顺 序、加入量以及氩站软吹参数分别进行试验ꎬ通过对
收稿日期:２０１８ － ０７ － ３１ꎻ 修订日期:２０１８ － ０８ － １６ 作者简介:赵 科(１９８８ － ) ꎬ男ꎬ２０１０ 年毕业于安徽工业大学冶金工程专业ꎬ工程师ꎮ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｒｇｏｎ ｂｌｏｗｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬｔｈｅ ｔｏｐ ｓｌａｇ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ. Ｔｅｓｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｐ ｓｌａｇ ｏｆ ｌａｄｌｅ ｉｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｒｅｄｕｃｅｓ ＴＦｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｓｌａｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｏｐ ｓｌａｇꎬｐｌａｙｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｒｏｌｅ ｉｎ ｒｅ￣ ｄｕｃｉｎｇ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ Ａｌ２ Ｏ３ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉｎ ｓｔｅｅｌꎬ ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ｂｅｔｔｅｒ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｌａｄｌｅ ｔｏｐ ｓｌａｇꎻ ｍｏｄｉｆｉｅｒꎻ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌ

钢渣改性研究进展

钢渣改性研究进展

料 的 要 求， 这 种 钢 渣 磨 细 后 可 直 接 磨 制 新 品 种
ＭｇＦｅ２ Ｏ４ ；当钢渣的 Ｃ ／ Ｓ 小于 １ ８ 时，重构过程促进
蔡雪军将废弃的黏土砖、碎玻璃等破碎粉磨后与
主，部分 ＲＯ 相转变为 ＭｇＦｅ２ Ｏ４ 。
吹入，进行均化改性反应，然后进行粒化水淬。 均化
钢渣进行工业化在线重构，两种材料经造粒烘干后置
素。 分别对氧化气氛和还原气氛下针对钢渣改性的研究进行了综述，并提出了钢渣改性研究目前存在的主要问题。
关键词：钢渣；改性；胶凝材料；化学成分；矿物组成
ＤＯＩ：１０ １３２０５ ／ ｊ． ｈｊｇｃ． ２０１５１２０３２
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＯＮ ＭＯＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＴＥＥＬ ＳＬＡＧ ＩＮ ＣＨＩＮＡ
的能耗居高不下，活性尤其是早期活性较差，体积安
含量不仅低于矿渣和粉煤灰，也低于硅酸盐水泥熟
定性存在隐患等。 由于我国每年钢渣的产生量惊人，
料。 因此相 比 矿 渣 和 粉 煤 灰 而 言， 较 低 的 ＳｉＯ２ 和
按吨钢产生钢渣量 ０ １２ ～ ０ １４ ｔ 计算，２０１４ 年产生
的钢渣量已超过 １ 亿 ｔ，很多钢铁企业仅将钢渣中的
铝质调节材料可促进 ｆ⁃ＣａＯ 的吸收，增加重构钢渣中
铝酸盐矿物的含量。 上述调节材料对重构钢渣胶凝
活性的增强效果顺序为白渣≈石灰≈矿渣 ＞ 煤渣≈
粉煤灰 ［７］ 。
当重构钢渣的 Ｃ ／ Ｓ 大于 ３ ０ 时，Ｃ ／ Ｓ 的增加可促
进 Ａ 矿的形成，同时 ＲＯ 相分解成 ｆ⁃ＭｇＯ；当钢渣的
Ｃ ／ Ｓ 为 ２ ７ ～ ３ ０ 时，重构过程促进 Ａ 矿和 Ｂ 矿的形
－ ０６ － ２７

济钢钢包顶渣改质剂的开发与应用试验

济钢钢包顶渣改质剂的开发与应用试验
【】Ｏ Ｓ＿［】 Ｓ＋ ２ ０ ， ＋ （） ２
ｍ ；ｍ 钢液密度 ， ／ 。 ｐ ｋ ｍ ； 渣的密度，ｇ 根据脱硫 ｇ ｐ ｋ／ 。 ｍ
过程 的质量 平衡关 系 ：
（ｓ＝ ｓ （ ｓ－ ｓ｛ ， ％ ） ％ ） 【 】【 】 （ ％旷 ） ％
（） ７
Ｋ［ Ｊ％ ） ｓｏ ＝ ｓ ａ ￣ （ 器。
因 。鉴 于钢 包顶渣对 脱硫率 和铝的 回收率与稳定性 有很大影 响 ， 必须降低 钢包顶 渣的氧化性 ， 为精炼创
脱 硫反应速度 决定 于钢 水侧 和炉 渣侧硫 的传质 速度 。用 下式表示 ：
＝
造 良好 的条 件 。传 统 的精 炼渣 主要 成 分 为 Ｃ Ｏ和 ａ
Ａ２ １ ， ０ 无法满足这一要求 ， 为此 ， 开发一种能快速降
力。 越大， 则渣 中的硫 含量越 高 ， 钢液 的硫含量就
性环节是熔 渣 中硫 离子 的扩 散 ，因为 化学反应 阻力
相对可以忽略。所以， 脱硫反应速率方程为：
．ｓ （ ，） （＝ Ｃ（）， ｓ ） （） ５
式 中 ，ｓ ｃ 为钢 中硫的摩 尔浓度 ， 渣 中硫 的摩 尔浓 Ｃ㈥ 度 ， 硫 在溶渣 中 的传 质 系数 ，（） ． 流通密度 。若 浓 ， 度 以质量 百分数表示 时 ， 则脱硫反应速率方 程为 ：
高 ０ ６ 脱硫率提高 ８． ％， 中全铁降低 ｎ ％， 了含铝钢的生产。 ． ％， ０ ９５ 渣 ２ ６ 稳定
关键词 ： ； 精炼 钢包顶渣 ； 氧化性 ； 改质剂 ； 含铝钢 中图分类号：ｆ ０ ． ＇７ ３ Ｉ ＇ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：Ｏ ４ ４ ２ （ ｏ ８ｏ — ０ ２ ０ １ｏ — ６ Ｏ ２ ｏ ） ０ １－ ３ ２

IF钢钢包顶渣改性试验研究

IF钢钢包顶渣改性试验研究

2017年第2期 LYS Science-Technology& Management・14・IF 钢钢包顶渣改性试验研究 沈维华　刘 彭　（1.210转炉厂，2.技术中心）摘 要本文介绍了IF 钢不同的顶渣改质工艺对降低顶渣氧化性、中包T[O]、中包铝损以及后续冷轧线性缺陷的影响。

结果表明：加大顶渣改质力度可以改善钢包顶渣氧化性，降低中间包T[O]和铝损，提高钢水洁净度，减少冷轧线性缺陷率，但连铸的状况与线性缺陷率对应关系更明显。

1 试验背景IF 深冲钢主要质量问题是线性缺陷，而线性缺陷主要是由非金属夹杂物引起，因此IF 深冲钢需控制好钢水洁净度，减少钢中非金属夹杂物含量[1]。

国内外相关研究表明，IF 钢顶渣氧化性与钢中T[O]和冷轧缺陷率具有明显对应关系[1][2]。

为提高钢水洁净度减少冷轧缺陷率，应将钢包顶渣氧化性控制在较低含量水平。

而目前210厂钢包顶渣氧化性较强且波动较大(TFe 在12~20%)，根据相关文献，该顶渣二次氧化严重，不利于夹杂控制[1]。

为改善钢包顶渣氧化性，共进行3种顶渣改质试验，并跟踪钢包顶渣氧化性、中包渣成分、中包Alt 损、中包增Si 、钢水T[O]以及后续冷轧线性缺陷情况，以验证顶渣改质效果，为产品质量和成本寻求合理的平衡点。

2 试验方法在DC04钢种上分3个浇次进行顶渣改质试验：第一次试验：转炉出钢加120kgAl40改质剂；第二次试验：转炉出钢加240kg Al40改质剂；第三次试验：转炉出钢加120kg Al40改质剂，RH 出站时再加入120kg Al40改质剂。

并跟踪分析：(a)不同改质工艺钢包渣在冶炼过程中TFe 的变化；(b)不同改质工艺对钢水T[O]的影响；(c)不同改质工艺中包铝损和增硅情况；(d)不同改质工艺条件下，冷轧线性缺陷及其对应的关系。

3 研究结果3.1 不同工艺顶渣的变化及其T[O]情况三次试验对转炉渣、RH 进站渣、RH 出站渣、大包尾渣、中间包渣、共取样38组，全流程钢渣TFe 情况如图1~3，连铸中包T[O]情况如图4。

超低碳钢的顶渣改质工艺研究


２０１６年 ５月 第一 、二 期
超低 碳钢 的 顶渣 改质 工 艺研 究
３３
差亦低于方案 １。由图 １可 以看出，方案 ２可 以保 证 改 质后 终 渣 Ｔ． 含 量 全 部 控制 在 １０％以 下 ，并 且控 制 在 ５％ 以下 的炉 数达 到 ６５．７％ ，均 远 高于 方 案 １的 水平 。因 此 从数 学 统 计 学 观 点来 看 ，方 案 ２ 的改 质效 果优 于 方案 １，并 且 相对稳 定 。 ２．２ 改质前 后 钢水 氧活 度 的变化
图 ２ 两种 方案 改质 前后 钢 中溶 解氧 变化
由 图 ２可 知 ，方 案 １钢 水 氧 活 度 平 均 降 低 了 ５％ 以下 ，中 间 包 钢 水 全 氧 基 本 可 以控 制 在 ２５ Ｘ
２２０×１０～ ，方案 ２平 均 降低 了 １２５ Ｘ １０＿。。，方 案 １钢 １０Ｉ６以下 。 因此实施顶渣改质可以提高钢水洁净度。
上 。
方 案 ２：采用 高铝 铝渣 ，通 过旋 转布 料器 加 。
图 １ 改质后 渣 中 Ｔ．Ｆｅ经验 累积 分布 函数 图
由表 ２可 以看 出 ，方 案 ２改质 后 的 Ｔ．Ｆｅ含 量 的平均值 和调整 均值 都 低 于 ５％ ，低 于 方案 １，标 准
改 质 剂 的组 成 、加入 量 以及加 入方 式见 表 １。
表 １ 改质 剂的 组成及 加入 量
ｋｇ
注 ：１）“铝 粒 ＋石 灰 石 ”改质 剂粒 度 ：Ａ１≤３ｍｍ；ＣａＣＯ３≤５ｒａｍ； ２）高铝 铝 渣 组成 为 ５０％Ａｌ＋３０％ ＡＩ２ｏ３＋８％ ＣａＣｏ３ ＋约
５％Ｓｉ０２，粒 径 约 ２．５ｍｍ。
关 键词 ：超低 碳 钢 ；顶 渣 改质 ；洁净 度

顶渣处理的运用和探索

顶渣处理在我厂的运用摘要随着社会的发展，用户对钢材的质量要求是越来越高。

所以，我厂在生产过程中，运用合成渣的一些精炼功能，采取对钢包渣进行一定的处理，来提高钢产品的质量。

关键词：调渣剂顶渣处理合成渣溶解氧一、顶渣处理的理论基础我厂在顶渣处理过程使用的调渣剂属于一种合成渣。

合成渣是为了达到一定的冶金效果，而按照一定成份配制的专用渣料，使用合成渣可以达到以下冶金效果：1、强化脱氧；2、强化脱硫；3、强化脱磷；4、加快钢中夹杂物的排除；5、防止钢水吸气；6、部分改变夹杂物的形态；7、减少钢水温度散失；8、形成泡沫性渣达到埋弧加热的目的。

我厂主要是利用合成渣强化脱氧，也利用上述第4、5、6、7功能。

（1）、合成渣脱氧采用铝对钢水进行脱氧，进行这以下的反应：2[Al] + 3[O] = Al2O3(s)lgK = 62762/6－22.42由反应来看，钢中溶解氧的活度高低，除了取决于钢中溶解铝的含量外，还取决于脱氧产物Al2O3的活度。

如果能降低脱氧产物Al2O3的活度，将有利于脱氧平衡向生成Al2O3的方向移动，从而降低钢中氧的活度。

由炉渣的共存理论可知，在由CaO-Al2O3组成的炉渣中，CaO·6Al2O3，CaO·2Al2O3，CaO·Al2O3，12CaO·7Al2O3，3CaO·Al2O3等复合化合物是存在的，这些复合化合物的存在消耗了相当比例的Al2O3,使Al2O3的活度降低，促进反应向生成Al2O3的方向移动，达到降低溶解氧的目的。

合成渣中含有CaO和Al2O3成份，CaO的加入提高了渣的碱度，而提高渣的碱度可以降低钢包渣中SiO2的活度，并能提高脱氧剂在钢和渣中的脱氧能力。

合成渣中往往含有一定脱氧产物相同的成分，如Al2O3。

由于合成渣是由多种化合物成分组成，熔点很低。

这就使得合成渣与脱氧产物间有很小的界面张力，且可使夹杂物很快溶入合成渣中。

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渣指数 0.56 0.34 0.26 0.4
CaO/Al2O3 1.75 1.88 1.48 1.29
表 7 渣性能与使用效果
光学碱度 0.844 0.879 0.897 0.917
二元碱度 17.3 9.6 7.8 14.7
硫容量 Cs 0.124 0.389 0.252 0.098
脱硫率/% 27 40 26 14
（2）改质剂熔化特性。 实验室熔化步骤：先将改质剂破碎，发现改质剂中铝为粒状。将金属铝过滤掉，将其余氧化物进行研磨， 小于 0.074mm（200 目）细末制成试验圆柱。将试验圆柱放进熔点测试仪。 熔化实验结果：改质剂熔化过程温度与试样形貌（见图 2），改质剂熔点（半球温度）为 1317℃，整个 熔化过程平稳，熔化过程存在膨胀冒泡现象，这是由于其中存在碳酸盐所致。
为有效降低钢包顶渣的氧性，降低生产成本，减少连铸过程中水口堵塞现象，对生产过程所使用的钢包 顶渣改质剂进行了研究和比较分析。所谓改质剂，就是依靠改质剂中的强脱氧剂 Al，将钢包顶渣中氧化铁 还原，最终使渣中 FeO、MnO 含量之和小于 5%，因此评价改质剂需要结合具体的工艺，在特定生产工艺条 件下，根据改质剂和后续渣料形成的顶渣性能，来评价它的适应性才有意义。
Research on Metallurgical Properties of Top Slag Modifier
Liao Peng
(Xinyu Iron & Steel Group Co., Ltd., Xinyu)
Abstract Metallurgical properties of top slag modifier was studied by means of physical properties, component changes after modifying, slag index, sulphur capacity and inclusion absorption etc. After slag modified, the following advantages could be obtained. Firstly, slag can be deoxided quickly, and low carbon silicon steel wouldn't occur nozzle clogging during continuous casting, which means molten steel has better cleanliness；Secondly, the modifying process has a little smoke; Thirdly, the process has better desulfurization, rate of desulfurization can be about 40%. Finally, according to study result, the best composition scope was proposed after top slag being modified. Key words top slag modifier, inclusion, sulphur capacity, nozzle clogging
Al2O3/mol 0.304 0.279 0.290 0.363
MgO/mol 0.137 0.128 0.152 0.167
摩尔数和/mol 1.464 1.457 1.317 1.435
炉号
J02-2569 J02-2588 J01-2465 J01-2469
CaO 0.457 0.453 0.392 0.385
9 7.3 6.09 9.6 6.44 6.66
FeO 10.72 3.2 2.03 7.97 2.44 2.05 10.94 3.67 2.16 10.29 3.14 1.43
（%）
P2O5 2.24 0.79 0.114 2.77 0.687 0.366 2.43 0.687 0.195 2.86 0.343 0.133
45.16
14.3
氩前
47.77
8
氩后
43.75
5.6
转炉
47.96
13.7
氩前
48.11
3.9
氩后
47.71
3.24
Al2O3 2.31 25.4 31 1.83 29.85 28.5 1.89 25.3 29.6 2.83 35.2 37
MgO 7.03 5.54 5.47 8.46 5.68 5.13
1 改质剂的物理性能
（1）钢包顶渣改质剂的主要成分见表 1。
Al/% ≥30
Al2O3/% 10～30
表 1 钢包顶渣改质剂的成分范围
H2O/% <1
SiO2/% <10
CaO/% >20
粒度/mm 5~35
对改质剂先进行 X 衍射分析物相，半定量得到金属与氧化铝含量，然后 X 荧光分析其他成分含量，改 质剂 X 衍射半定量分析谱线见图 1。
已有研究表明[3]，光学碱度(Λ)在 0.75 以下时，Λ对 LS 的影响不大，Λ在 0.75～0.90 之间时，随着Λ升高， LS 明显增大；当Λ进一步增加，Ls 呈降低趋势。这是由于随着Λ的升高，渣硫容量增大，脱硫能力增强；当 Λ达到一定值时，随着渣碱度增大，渣中 CaO 含量升高，渣黏度增大，渣-钢界面硫扩散成为限制环节，使 渣脱硫的动力学条件变差，再继续提高渣光学碱度，脱硫效果变差。为综合评价顶渣改质剂的冶金性能，需 综合考虑二元碱度和光学碱度两方面的影响，二维碱度 R=8.0～10，光学碱度Λ为 0.80～0.90，当渣组分为 CaO 50%～60%，A12O3 25%～35%，SiO2＜8%时，渣系具有较高的硫容量。
（a）
（b）
图 3 J01-2469 转炉渣的扫描电镜(a)和矿相显微镜图(b)
（a）
（b）
图 4 J01-2469 氩站处理前扫描电镜(a)和矿相显微镜图(b)
钢包顶渣改质剂冶金性能的研究
8-103
（a）
（b）
图 5 J01-2469 氩站处理后扫描电镜(a)和矿相显微镜图(b)
炉号
J01-2469 J01-2469 J01-2469 J02-2588 J02-2588 J02-2588
表 5 渣当量摩尔分数
SiO2 0.156 0.282 0.361 0.196
Al2O3 0.429 0.398 0.437 0.491
MgO 0.064 0.061 0.076 0.075
表 6 渣光学碱度(Λ)
CaO
SiO2
Al2O3
MgO
1.0
0.48
0.61
0.78
炉号 J02-2569 J02-2588 J01-2465 J01-2469
8-102
炉号 J02-2569 J02-2588 J01-2465 J01-2469
第八届（2011）中国钢铁年会论文集
表 2 改质剂使用后顶渣成分变化
工序
CaO
SiO2
转炉
51.59
12
氩前
52.54
5.96
氩后
54.39
3.14
转炉
49.27
14
氩前
52.02
5.88
氩后
53.53
5.58
转炉
原高度
75%高度
50%高度
备注
熔化过程平稳
830℃
1313℃
1317℃
图 2 改质剂熔化过程温度与试样形貌
2 处理后的渣成分变化
转炉公称容量为 100t，出钢量为（115±）5t，放钢过程将 300kg 石灰和 50kg 萤石随钢流加入，放钢后 加入 200~250kg 改质剂，根据下渣和钢包顶渣改质情况，适当加入 0~100kg 改质剂。
SiO2/% 3.14 5.58 5.6 3.24
表 4 渣成分含量与摩尔数（吹氩处理后）
Al2O3/% 31 28.5 29.6 37
MgO/% 5.47 5.13 6.09 6.66
CaO/mol 0.971 0.956 0.781 0.852
SiO2/mol 0.052 0.093 0.093 0.054
为综合评价钢包顶渣经改质处理后的冶金性能，采用扫描电镜、矿相显微镜、X 射线能谱分析和 XRD 物相分析等研究设备对渣的成分和矿相组成进行了研究。表 2 为改质剂使用后顶渣成分变化情况，表 3 为各 炉渣的矿相组成。图 3~图 5 为 J01-2469（转炉、氩前和氩后）炉渣的扫描电镜和矿相显微镜图，其中矿相 显微镜采取的是放大 200 倍的反射光。
图 6 碱度(a)、光学碱度(b)、渣指数(c)对硫分配比 LS 的影响（1600℃）
硫容量分渣-气硫容量和渣-钢硫容量。炉渣脱除钢液中硫的能力称为渣-钢硫容量，其值可根据渣-钢间
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第八届（2011）中国钢铁年会论文集
的平衡反应来测量[2]：
[S] + O2− = S2− + [O]
（1）
钢包顶渣改质剂冶金性能的研究
廖鹏
（新余钢铁集团有限公司，新余）
摘 要 本文从物理性能、顶渣改质后的成分变化、渣指数、硫容量和吸收夹杂物的性能等方面研究了钢包顶渣改 质剂的综合冶金性能。使用改质剂后顶渣转白较快，低碳、低硅钢经吹氩站处理后直上连铸，钢水流动性好，未发 生水口堵塞现象； 烟尘不大，能满足出钢和环保要求；钢水去硫效果好，脱硫率达到 40%。最后根据研究结果， 提出了改质处理后钢包顶渣的最佳成分范围。1 关键词 顶渣改质剂 夹杂物 硫容量 水口堵塞
廖鹏，男，博士，高级工程师，从事炼钢管理，lgcmanager@
钢包顶渣改质剂冶金性能的研究