钙处理是20世纪70年代发展起来的一种钢水精炼手段。其主要目的包括:(1)深度降低钢中[O]、[S]等有害元素含量;(2)改变夹杂物组成形态,避免浇铸铝钢发生水口堵塞并改善钢材力学性能。曾经有过向钢包内直接加入钙合金、向钢液内喷吹钙合金等方法,但由于处理效果不稳定或成本过高等原因已渐被淘汰,现在应用的是钢包喂钙线方法。
它是将钙合金(Ca、Ca-Si、Ca-Fe等)用钢皮包裹制成包芯线,通过喂丝机的导引管将其以很高的速度插入钢液。喂丝过程中同时伴随惰性气体搅拌,以增加Ca蒸汽泡在钢液中的停留时间和进行良好的混合。这种方法在钢铁企业中得到了广泛应用并取得了较大成功。
随着现代工业科学技术的发展,对钢的性能要求越来越高。而钢中非金属夹杂物是影响钢材性能的主要因素之一,有的甚至是决定性的因素。提高钢水纯净度,降低钢中氧含量和氧化物夹杂,一直是钢铁冶炼中的一大难点。目前,对纯净度要求较高的钢种大都采用铝进行预脱氧或终脱氧,但钢水的浇铸性不稳定,容易发生水口结瘤现象,结瘤物的主要组成为Al2O3。
而使用实芯纯钙线进行钢水钙处理,在国外早已广泛应用,特别是随着上世纪90年代薄板连铸技术的兴起和快速发展,实芯纯钙线的优势已被多数钢厂认同。实芯纯钙线实现国产化后,钢厂才逐步推广应用。由于实芯纯钙线钙处理效果优良,并能取得良好的经济效益与社会效益,这两年在各钢厂推广十分迅速。
用铝脱氧的钢中,Al量足够时,脱氧产物主要是Al2O3夹杂呈簇状,其熔点高(2050℃),炼钢温度下为固态,连铸时易黏附在水口壁上,积累长大结瘤,会引起水口堵塞。在钢材加工时,它在钢中呈链状或串状分布,恶化钢材内部和表面的质量。采用钙处理技术,可使Al2O3夹杂变为低熔点的钙铝酸盐。
硫化物的变性处理,情况比较复杂,因为加进去的钙先要和氧起反应,氧降到一定程度之后,钙方能与硫反应生成CaS,或在CaO的外层起脱硫反应生成CaS,或与CaOAl2O3、CaO、Al2O3、SiO2等夹杂物起反应生成CaS,然后CaS均存在于这些夹杂物的外层。
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