[发明专利]一种真空感应炉冶炼实验钢的钙处理方法

说明书

一、所属技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种真空感应炉冶炼实验钢的钙处理方法。

二、背景技术

我国是世界钢产量第一的钢铁大国，但钢材品种、质量与国外先进水平还有相当大的差距，仍有相当数量的钢材需要进口。

现代化的钢材产品研发过程，研发人员期望用几百公斤，几十公斤，甚至十几公斤重量的试样代替几十吨重的钢坯，用小规模的冶轧实验设备代替庞大的冶轧生产设备，用这种小规模的冶轧中试实验创新平台来反映大规模的钢材生产现场的真实情况。

需要建设并依托这样一个小规模的冶轧中试实验创新平台进行新产品研发，以小试样，在严格控制的实验条件下，进行模拟工业条件的冶轧中试实验。

通过冶轧中试实验创新平台开展冶炼、热轧、冷轧和深加工工序的试验模拟，不仅能够有效规避风险，做到产品研发低成本、高效率，还有利于深入开展前沿、重大、共性、基础技术研究，提升原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的能力，切实打造一批核心技术和拳头产品。

冶轧中试实验创新平台，主要由炼钢、轧钢、后处理等部分构成，是多功能、组合型的中试实验研究设备，模拟和再现现代化冶炼、轧制及深加工过程，超越现有轧制过程的中试研究平台，为“板管轨线”钢材新产品开发模拟轧制板状试样，保证轧制技术、装备和产品研发实验结果的可控性和可靠性。

冶轧中试实验创新平台是科技成果向生产领域转化的重要桥梁，是科研与生产结合的关键环节，是实现产业化的瓶颈与接口，是依靠科技促进企业转型升级的重要举措。

冶轧中试实验创新平台对钢铁企业生产流程优化、产品升级和市场竞争力提高起着重要的基础性支撑作用，因此，目前国内外许多钢铁企业已在大力推动冶轧中试实验创新平台建设。这既是钢铁企业科技创新中一项具有普适性、基础性的工作，也是事关钢铁企业效率、质量、成本的共性研究课题，对提高企业的竞争力意义重大。

钙处理

钙处理是指在钢水中加入钙系合金对钢液中的夹杂物进行形态控制的技术。钙处理是将钢液脱氧、脱硫到极低水平、控制氧化物、硫化物夹杂变性的重要方法。用钙来控制钢材产品的氧化物、硫化物夹杂的形状、尺寸和分布，所获得的含钙夹杂物即使经过后续的热加工操作之后仍将保持其球形，因而防止了链状氧化物、长条状硫化物的形成，钢材产品性能的各向异性得以大幅度减小，尤其是可提高产品Z向、横向的延展性。钙处理的优点是工艺的灵活性强、可提高钢液的清洁度、减少水口堵塞的发生频率、提高钢材产品的可加工性、延展性和冲击性能。只有让钙最大限度地加入钢液中，才能够提高钙处理效率，降低钙处理成本。因此，钢包喂包芯线的钙处理工艺稳定性是一个重要的研究课题，仍然需要进行大量的实验研究，持续优化喂线工艺，精确控制以提高钙的收得率。

钢包精炼法在炼钢生产中已经应用十分普遍，钢包精炼后的二次氧化和温度降低会生成脱氧产物，从而形成夹杂物悬浮于钢液中，这在炼钢生产中几乎是不可避免的。夹杂物的种类对产品性能的影响已经研究得较为清楚，为了防止对产品有坏影响的夹杂物残留在钢中，或者为了把不得已残留在钢中的夹杂物转变为对产品性能无害的夹杂物(夹杂物的无害化)，夹杂物的形态控制业应运而生。

钙处理对Al₂O₃夹杂物的变性

铝脱氧的钢中存在的氧化铝夹杂物多数熔点很高，在连铸温度下呈固态，很容易在中间包水口处聚积引起堵塞。而且残留在钢中的Al₂O₃夹杂物与钢的基体相比呈硬脆性，在轧制过程很容易被破碎并且延轧制方向连续分布，从而造成严重的缺陷。Al₂O₃系夹杂物的密度比钢液密度小，如果能够控制铝脱氧产物的形态使其在炼钢连铸温度下呈液态，就可以使大量的这类脱氧产物在进入中间包之前从钢液中上浮去除，不仅可以减轻中间包水口堵塞问题保证连铸顺利进行，而且可以增加钢的清洁度、改善钢的质量。

钙处理是在钢液中加入钙使其与钢中铝氧化物形成CaO-Al₂O₃系化合物，从而达到了对Al₂O₃夹杂物的改性。

钙处理对MnS夹杂的变性处理