爐渣鹼度

爐渣鹼度(the basicity of slag)是一種表示爐渣特性的指數。它是爐渣中自由氧離子濃度的標誌，是爐渣化學性質的主要指標。也是確定高爐造渣制度的重要依據之一。通常多用鹼性氧化物與酸性氧化物的質量百分濃度的比值表示。

基本介紹

• 中文名：爐渣鹼度
• 外文名：the basicity of slag
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 套用：304 奧氏體不鏽鋼冶煉工藝
• 釋義：一種表示爐渣特性的指數

基本信息

鋼液中存在較大尺寸、較多數量的夾雜物不但嚴重影響不鏽鋼板材的內部、表面質量，而且降低不鏽鋼產品的耐腐蝕能力、疲勞壽命。不鏽鋼冶煉過程中以夾雜物控制為中心的純淨化越來越引起重視。下面研究304 不鏽鋼冶煉過程不同爐渣鹼度控制對鋼液純淨度的影響。

工藝流程

304 奧氏體不鏽鋼冶煉工藝流程為EAF→AOD→LF→CCM。AOD 冶煉爐渣、Si 脫氧產物是鋼液夾雜物的主要來源，LF 精煉通過吹氬攪拌、調整爐渣提高鋼水質量。AOD 冶煉304 不鏽鋼兩組實驗，出鋼爐渣鹼度分別為2．0-2．2、2．4-2．6，每組冶煉3 爐。

每爐次分別在LF 精煉初始、結束、連鑄澆注取平行樣3 塊，連鑄取樣為大包澆注1 /2 的中包樣。截取20 mm×20 mm×20 mm 正方體金相試樣，表面經80#到1200#砂紙逐級研磨，然後拋光使試樣表面光亮，利用光學顯微鏡、掃描電鏡對夾雜物進行觀察，分析夾雜物的形貌、尺寸和成分變化。

冶煉影響

生產6 爐不同爐渣鹼度的304 不鏽鋼，AOD 出鋼爐渣檢測結果：LF 處理過程，1#、2#、3#的爐渣組分基本不變，4#、5#、6#通過石灰螢石等輔料調整爐渣組分。對比分析不同爐渣鹼度條件的鋼水純淨度。

1 T[O]變化

檢測不同鹼度爐次的LF 精煉進站、出站、CCM中包取樣的T[O]含量。

由不同爐渣鹼度爐次鋼液試樣T[O]檢測平均值的結果可知，冶煉爐渣鹼度較高爐次試樣的T[O]降幅較大、鋼液中包試樣的T[O]量較低、鋼液純淨度較好。4#、5#、6#的中包鋼液取樣T[O]均值約25 ppm，比1#、2#、3#爐渣鹼度較低的爐次低19 ppm。LF 進站後吹氬攪拌、鋼樣質量、取樣時間等因素影響，造成進站試樣的T[O]檢測結果波動較大。

2 夾雜物數量統計

金相電鏡觀察統計2#、3#、5#、6#四爐CCM 中包試樣。統計各爐次試樣20 個視場中夾雜物數量、尺寸分布的結果：鹼度較低的2#、3#爐次夾雜物數量較多，分別為25 個、26 個，且尺寸較大，11 ～ 15 μm 夾雜物的個數明顯大於鹼度較高的4#、5#爐次。因此，高鹼度爐渣具有較高的吸附夾雜物的能力，生產爐次的鋼液具有更好鋼液純淨度。

3 夾雜物成分檢測

通過掃描電鏡能譜檢測2#、4#兩爐中包試樣的夾雜物成分，對比爐渣鹼度對鋼液中夾雜物成分的影響。

304 不鏽鋼冶煉鋼液中的夾雜物以CaO-SiO2-A12O3-MgO 系的複合氧化物形式存在。夾雜物主要來源矽脫氧奧氏體不鏽鋼中形成大量矽酸鹽夾雜物，以及鋼渣混出進入鋼液中的小渣滴。冶煉爐次的爐渣鹼度與中包試樣夾雜物CaO/SiO2值具有對應關係，鹼度較低，2#爐次夾雜物成分、CaO 含量較低、SiO2含量較高，分別占37．48%、42．36%，CaO/SiO2值較低。

總結

通過304 不鏽鋼冶煉過程不同爐渣鹼度對鋼液純淨度的研究，得到以下結論:

⑴冶煉爐渣鹼度較高( 2．4-2．6) 爐次4#、5#、6#試樣LF 區域的T[O]降幅較大，連鑄中包試樣的T[O]量較低，3爐次中包試樣均值約25 ppm; 1#、2#、3#爐渣鹼度( 2．0-2．2) 較低的中包試樣T[O]量均值44 ppm。

⑵2#、3#爐渣鹼度較低，中包試樣夾雜物量較多，總個數25 個、26 個; 鹼度較高的4#、5#爐次中包試樣11 ～ 15 μm 較大夾雜物顆粒數量明顯較少，均為3 個，2#、3#爐次試樣為8 個、7 個。

⑶304 不鏽鋼的夾雜物為CaO-SiO2-A12O3-MgO系的複合氧化物。冶煉過程爐渣較高的爐次夾雜物中CaO/SiO2值較大，與爐渣鹼度較低爐次相比CaO含量高、SiO2含量低。