3　洁净钢的生产实践
　　钢的精炼和连铸操作严重影响钢的洁净度。例如，索拉克敦刻尔克厂对去除夹杂物进行了系统的研究，结果表明:尽管二次氧化时有发生，钢包处理可减少夹杂65%～75%，中间包可去除夹杂20%～25%，而结晶器去除夹杂物的作用较小，只能去除夹杂5%～10%。
3.1　钢包操作
3.1.1　出钢氧含量
　　在出钢期间或加脱氧剂之前测定钢包内钢水的氧含量，出钢时钢水氧含量明显地高，威尔顿厂为0.045%～0.08%，国家钢公司大湖分厂为0.08%～0.12%，新日铁为0.025%～0.065%。加铝脱氧后，产生大量的Al2O3。按这样推理，为了生产洁净钢，我们就可以假定通过限定顶吹氧含量来实现。但是，如图5所示，顶吹氧量和钢的洁净度没有相关性。这与液态钢样总氧含量的研究结果相一致。发现加铝脱氧后，形成的大量氧化铝簇夹杂物有85%能稳定上浮到钢包渣中，残留的簇状夹杂物尺寸小于30m。因此，不管出钢氧含量取决于夹杂物的上浮时间，还是取决于钢包精炼的可能性，都能去除大多数夹杂物。图6示出了RH处理期间钢中总氧含量随着脱气时间的延长而降低的情况。不管出钢时氧含量差别多大，处理终点的总氧含量T.[O]都达到同一水平。为达此目的，脱气时间必须足够长，例如15min。生产超低碳钢时，出钢氧含量严重影响脱碳速度。
3.1.2　渣中FeO和MnO
　　钢水二次氧化的重要原因是转炉出钢带渣进入钢包，转炉渣富含FeO和MnO。这些氧化物同钢水中溶解[Al]发生氧化反应，生成Al2O3，对下述反应的热力学条件非常有利:
　　3FeO+2[Al]=Al2O3+3[Fe]　
　　△Gl0=-853700+239.9T(J/mol) (2)
　　3MnO+2[Al]=Al2O3+3[Mn]
　　△Gl0=-337700+1.4T(J/mol) (3)

　　氧含量检测值为0.0524%；1—氧含量初始计算值为0.03%；
　　2—氧含量初始计算值为0.05%；3—氧含量初始计算值为0.07%
　　 钢包渣中FeO和MnO含量较高，二次氧化位能大。反应生成物为Al2O3夹杂。钢材中的许多裂纹源于钢包渣中的FeO引起的二次氧化的产物。
　　FeO+MnO检测值为15.7%；1—FeO+MnO计算值为2%；
　　2—FeO+MnO计算值为15.7%；3—FeO+MnO计算值为30%
　　为了减少FeO和MnO的污染，采取了如下对策:
(1)最大限度地减少出钢时带入钢包的渣量。
　　提高停吹碳目标命中率，避免补吹，从而将钢水中溶解的氧含量降至最少，以降低炉渣中FeO含量；BOF采用副枪，从根本上降低补吹频率；采用高效的机械挡渣设备，如挡渣球(浮在钢水和炉渣界面之间)，有助于减少出钢带入钢包的渣量(约3kgöt钢)，也可采用一些传感器。出钢后，钢包厚渣层引起了大量渣携带问题。例如，美国内陆钢公司第4BOF车间标准钢种通过机械扒渣使钢包炉(LMF)渣层厚度低于40mm。1993年LTV钢公司克力夫兰厂最后钢包渣平均厚度为75mm，LTV钢公司印第安那Harbor厂低碳铝镇静钢钢包渣层厚97mm，高强度低合金钢钢包渣层厚135mm，要求增碳条件的钢种渣层厚140mm；台湾中钢炼钢厂钢包渣层厚度为30～100mm；中国武钢炼钢厂2号转炉钢包渣层厚100～130mm；而加拿大阿尔戈马钢厂扒渣前钢包渣层厚75mm，扒渣后为25mm。
(2)钢包渣还原处理。
　　埃米发现，出钢带渣最少化同添加碱性钢包渣和采用碱性包衬相结合，可降低渣中FeO+MnO含量达1%～2%；低碳铝镇静钢可降低总氧含量0.001%。降低钢包渣中FeO+MnO含量的另一个办法是添加炉渣调节剂(即将炉渣还原或脱氧处理)。炉渣调节剂一般使用的是铝和煅烧石灰石或石灰石的混合物。表5总结出世界上几个钢厂钢包渣还原处理之后FeO+MnO含量的下降值。处理后平均降低约5%。据法国索拉克敦刻尔克厂报道，采用该措施可明显提高带卷的洁净度。

3.1.3　RH处理和钢包搅拌的作用
　　钢包搅拌和精炼过程(如RH钢包脱气)大大地促进了夹杂物的长大和去除。各类钢包处理对板坯夹杂物含量的影响如图10所示。这些数字表明，对提高钢水洁净度而言，RH真空处理比钢包氩气搅拌优越，结果参见表4。喷Ca粉和增加搅拌力，促进了脱氧和液化夹杂物，具有明显的效益。据Haastert报道，某厂采用RH脱气和Ca处理，将T.[O]降低到0.00.5%。NK-PERM工艺(NKK的RH改进工艺)脱气20min之后，可将低碳铝镇静钢的总氧T.[O]降到0.0005%。但是，过度搅拌是不利的。当钢水向上循环到渣层之上时，可能使钢水表面暴露出一个“眼睛”区，使钢水产生二次氧化。

　　加入合金后，充足的搅拌时间(>10min)也是很重要的，能使Al2O3夹杂循环上浮到渣中而去除。然而搅拌时间不能太长，就象Atlas不锈钢厂报道的那样，会冲蚀炉内耐火材料。这种现象已被托马斯等人从理论上证明过。初期的强搅拌促使小夹杂物相互碰撞长大形成大夹杂物，接着“终搅拌”钢水慢速循环，便于将碰撞形成的较大夹杂物排除到渣中。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——摘自《中国金相分析网》