它合金元素的含量达到成品钢规格的要求，完成合金化任务。

氧在钢中是有害元素，脱氧的目的就是要降低钢中的氧含量。因此，所有钢种在冶炼最后阶段都必须要进行脱氧，脱氧好坏是决定钢质量的关键。具体任务为：

（1）降低钢液中溶解的氧:脱氧任务第一步是根据钢种要求，把钢液中溶解的氧降到所要求的水平。

（2）排除脱氧产物、改变夹杂物的形态和分布:脱氧任务的第二步是最大限度地排除钢液中的脱氧产物。所以脱氧的目的是要从钢液中除去以各种形式存在的氧。否则，不过是以另一种氧化物代替钢液中的FeO钢中的总氧量并没有降低。

二、氧气转炉的脱氧

1．选择脱氧剂及确定加入量 （1）对脱氧剂的要求

①脱氧元素与氧的亲和力比铁和碳大； ②脱氧剂熔点比钢水温度低； ③脱氧产物易于从钢水中排出。 ④残留于钢中的脱氧元素对钢性能无害； ⑤价格便宜。

根据这些要求．常用的脱氧元素有Mn、Si、Al、Ca等，一般是用由这些元家组成的合金作脱氧剂，如Fe—Mn、Mn—Si合金、Fe—Si、Ca—Si合金、Al—Ba—Si合金、Fe-Al和金属铝等。

（2）脱氧剂加入量

加入钢中的脱氧元素，一部分与钢中氧和渣中FeO发生脱氧反应，变成脱氧产物而消耗掉，称烧损。剩余部分被钢液所吸收，满足成品钢规格的要求。在转炉冶炼中，不大可能将脱氧和合金化、脱氧元素和合金元素截然分开。

脱氧剂的加入量计算公式如下（和碳钢补加合金的计算公式是相同的）：

式中： G──脱氧剂加入量，kg； Q──钢水量，kg；

[M]控制──钢中该元素的控制成分，%； [M]残余──钢中该元素的残余含量，%； [M]合金──脱氧合金中的元素含量，%； η──脱氧元素的收得率，%。

准确地判断和控制脱氧元素的收得率是达到预期脱氧效果和提高成品命中率的关键。氧气顶吹转炉中影响元素收得率的因素主要有：

①钢水的氧化性越强，收得率越低，反之则高。钢水氧化性主要取决于终点钢水含碳量，所以终点碳的高低是影响元素收得率的主要因素。

②终渣氧化铁含量高，收得率低，反之则高。 ③终点钢水余锰量增加，元素收得率增加。

④出钢时钢流细小发散或下渣过多，会使元素收得率降低。

⑤先加入的元素收得率低，后加入的元素收得率高；如果先加入脱氧能力强的元素，则后加入的合金元素收得率更高。

⑥合金块度要合适，使收得率稳定。在其它条件相同的情况下，加入量多，元素收得率高。 （3）脱氧剂加入的原则

在常压下脱氧剂加入的顺序有两种，一种是先加脱氧能力弱的，后加脱氧能力强的脱氧剂。这样既能保证钢水的脱氧程度达到钢种的要求，又使脱氧产物易于上浮，保证质量合乎钢种的要求。因此，冶炼一般钢种时，脱氧剂加入的顺序是：锰铁、硅铁、铝。

从目前发展的趋势来看，脱氧剂的加入顺序是：先强后弱，即铝、硅铁、锰铁。这样可以大大提高并稳定Si和Mn元素的吸收率，相应减少合金用量，好处很多，但是脱氧产物上浮比较困难，如果采用钢水吹氩或其他精炼措施，钢的质量不仅能达到要求，而且还有提高。

2．转炉炼钢脱氧操作

氧气顶吹转炉绝大多数采用沉淀脱氧

（1）镇静钢的脱氧：镇静钢的脱氧操作有两种方法：

①炉内加硅锰合金或铝（铝铁）预脱氧，包内进行补充脱氧脱氧。 ②全部脱氧剂加入钢包内。 （2）沸腾钢的脱氧：

主要用Fe-Mn脱氧，脱氧剂全部加入包内。不能用硅铁脱氧，所用的Fe-Mn含Si量应≯1%，否则钢中硅含量增加将使模内沸腾减弱，降低钢锭质量。

三、合金化

加入某一种或几种合金元素，使其在钢中的含量达到钢种规格的操作过程称为合金化。在氧气顶吹转炉中脱氧和合金化经常是同时进行的，也不象电炉炼钢可以把脱氧和合金化、脱氧元素和合金元素截然分开。关于合金加入量的计算方法与脱氧剂的加入量计算公式相同。

目前氧气顶吹转炉正在逐步扩大合金钢的吹炼比。合金加入顺序应考虑以下原则： ①以脱氧为目的元素先加，合金化元素后加。

②镍、钴、铜等不氧化元素，在加料或吹炼前期加入，钼铁一般在初期渣形成后加入，这些元素的收得率在95～100%；

③弱氧化元素钨、铬等铁合金一般在出钢前加入炉内，同时加入一定量的硅铁或铝，以提高其收得率，钨和铬的收得率波动在80～90%；

④硅铁和锰铁以及易氧化元素的合金，如钛铁、硼铁、铝块、稀土等大多数在出钢过程中加入钢包内，它们的收得率波动范围很大，在20～90%，

在加入易氧化元素合金前，应尽量降低渣中（ΣFeO）含量，倒出大部分炉渣，出钢时尽量少下渣、晚下渣对钢水用强脱氧剂彻底地脱氧后加入，以利于稳定和提高合金收得率。

四、喂丝技术

喂丝技术是70年代后期发展起来的，它是利用喂丝机把铝丝和用冷轧带钢包覆金属钙、镁、钛、铌等合金芯线快速而连续地加入钢水中。喂丝技术能有效地实现脱氧，提高合金收得率，微合金化控制，特别是对连铸钢水中的氧含量控制具有重要意义。

本讲小结：

一、脱氧

1．氧在钢中是有害元素，脱氧的目的就是要降低钢要进行脱氧，脱氧好坏是决定钢质量的关键。 2．常用的脱氧元素有Mn、Si、Al、Ca等，一般是用由这些元家组成的合金作脱氧剂，如Fe—Mn、Mn—Si合金、Fe—Si、Ca—Si合金、Al—Ba—Si合金、Fe-Al和金属铝等。

3．在常压下脱氧剂加入的顺序有两种，一种是先加脱氧能力弱的，后加脱氧能力强的脱氧剂。这样既能保证钢水的脱氧程度达到钢种的要求，又使脱氧产物易于上浮，保证质量合乎钢种的要求。因此，冶炼一般钢种时，脱氧剂加入的顺序是：锰铁、硅铁、铝。

从目前发展的趋势来看，脱氧剂的加入顺序是：先强后弱，即铝、硅铁、锰铁。这样可以大大提高并稳定Si和Mn元素的吸收率，相应减少合金用量，好处多，但是脱氧产物上浮比较困难，如果采用钢水吹氩或其他精炼措施，钢的质量不仅能达到要求，而且还有提高。

4．氧气顶吹转炉绝大多数采用沉淀脱氧

（1）镇静钢的脱氧：镇静钢的脱氧操作有两种方法：

①炉内加硅锰合金或铝（铝铁）预脱氧，包内进行补充脱氧脱氧。 ②全部脱氧剂加入钢包内。 （2）沸腾钢的脱氧：

主要用Fe-Mn脱氧，脱氧剂全部加入包内。不能用硅铁脱氧，所用的Fe-Mn含Si量应≯1%，否则钢中硅含量增加将使模内沸腾减弱，降低钢锭质量。

二、合金化

合金加入顺序应考虑以下原则：

①以脱氧为目的元素先加，合金化元素后加。

②镍、钴、铜等不氧化元素，在加料或吹炼前期加入，钼铁一般在初期渣形成后加入，这些元素的收得率在95～100%；

③弱氧化元素钨、铬等铁合金一般在出钢前加入炉内，同时加入一定量的硅铁或铝，以提高其收得率，钨和铬的收得率波动在80～90%；

④硅铁和锰铁以及易氧化元素的合金，如钛铁、硼铁、铝块、稀土等大多数在出钢过程中加入钢包内，它们的收得率波动范围很大，在20～90%，在加入易氧化元素合金前，应尽量降低渣中（ΣFeO）含量，倒出大部分炉渣，出钢时尽量少下渣、晚下渣对钢水用强脱氧剂彻底地脱氧后加入，以利于稳定和提高合金收得率。

课程结构

第七讲 喷溅和声纳化技术 一、喷溅

二、声纳化渣（音频化渣） 本讲小结：

第七讲 喷溅和声纳化技术

内容介绍： 一、喷溅

1．喷溅类型及造成喷溅的原因 2．如何防止喷溅 3．发生喷溅后应如何控制 二、声纳化渣（音频化渣） 1．声纳化渣技术的基本原理 2．利用声纳化渣技术控制炼钢过程

一、喷溅

LD炉炼钢方法的一个突出的缺点是吹损大，钢水收得率仅90%。

吹损的类型有：氧化损失、烟尘损失、渣中FeO、Fe2O3损失、机械喷溅损失。转炉中的金属损失主要是氧化损失，其次是机械喷溅损失。前者是不可避免的，而喷溅是操作不当引起的，应加以防止。

1．喷溅类型及造成喷溅的原因

生产中常见的喷溅有：爆发性喷溅、金属喷溅和泡沫渣喷溅。

（1）爆发性喷溅：主要是吹炼过程中温度低或冷料加入过多而使温度突然下降，脱碳反应暂时受到抑制，供氧仍继续进行熔池中积蓄了大量的氧化铁，一旦温度升高，便发生剧烈的碳氧反应，产生大量CO气体急速排出，使大量金属液滴和渣滴喷出。发生爆发性喷溅，俗称大喷。

此外，较长时间采用高枪位吊吹，而后又突然降枪引起爆发性C-O反应；或渣量过大、炉膛空间过小，CO气泡排除受阻，到一定程度也会引起大喷。

（2）金属喷溅：转炉吹炼过程中，从炉口不断地溅出金属粒和渣片，有时夹有散料，亦称飞溅。而造成金属喷溅的一个重要原因是，渣子未化好，不能很好地覆盖金属液面，在氧流股和CO气泡的作用下部分金属被冲碎，使金属液滴从炉口喷出，而造成金属喷溅。

（3）泡沫渣喷溅：如果炉渣严重发泡，渣面上涨接近炉口，此时脱碳速度稍有增加，即可将炉渣推出炉外，造成泡沫渣喷溅。

造成喷溅的直接原因是熔池上涨（熔池乳化和泡沫化使液面上升），使熔池上涨的是熔池中排出的CO气泡，而非氧流。必须指出，熔池内发生爆发性C-O反应，瞬时产生大量的CO气体是造成喷溅的根本原因。

2．如何防止喷溅

（1）消除爆发性脱碳反应，从而防止发生大喷。吹炼前期温度不能过低，中期温度不能过高，加料采用多批少量的办法，防止熔池温度突然降低，保证C-O反应能均衡地进行。

（2）吹炼中期不要降枪过低引起炉渣返干，防止发生金属喷溅。

（3）控制好渣中（FeO）含量，提枪化渣时，不要长时间在高枪位吹氧。否则渣中氧化铁积聚过多，炉渣严重发泡。一旦升温，脱碳反应加速，必然引起泡沫渣喷溅。

3．发生喷溅后应如何控制

（1）一旦发生喷溅，不能立即降枪。否则脱碳反应更加激烈，反而会加剧喷溅。此时可适当提枪减缓C-O反应，并借助氧流冲击炉渣使泡沫渣中的CO气体排出，减轻炉子发泡程度。但提枪时间不能过长，否则将使炉渣过氧化引起大喷。短时间提枪压制泡沫渣后，应立即降枪深吹一段时间，使渣中∑（FeO）含量降到正常范围。