鐵水包預(yù)處理脫鈦理論分析與試驗(yàn)研究

鈦易與鋼中O、N、C結(jié)合，生成TiO2、TiN以及Ti(C，N)等夾雜。TiN和Ti(C，N)是一種脆而硬的夾雜，它對鋼的疲勞壽命特別有害。鋼中鈦主要來源于高爐鐵水和合金，現(xiàn)一般采用轉(zhuǎn)爐(或電爐)脫鈦。但目前脫鈦工藝存在以下問題：1)在轉(zhuǎn)爐和電爐冶煉過程中，脫鈦與脫碳同時(shí)進(jìn)行，隨熔池溫度升高，脫鈦反應(yīng)受到抑制;2)為完成深脫鈦，必需深脫碳，這會使鋼中氧含量增加，使鋼的成本升高和質(zhì)量下降;3)在精煉時(shí)，采用鋁脫氧，將發(fā)生導(dǎo)致渣中鈦被還原再次進(jìn)入鋼水。

中國鋼研科技集團(tuán)為降低鐵水的鈦含量，采用燒結(jié)礦或鐵精粉進(jìn)行鐵水包脫鈦預(yù)處理。采用500kg中頻感應(yīng)爐對鐵水脫鈦進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對脫鈦過程熱力學(xué)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，相同溫度下，燒結(jié)礦脫鈦表觀平衡常數(shù)明顯大于鐵精粉脫鈦表觀平衡常數(shù)。脫鈦過程前4min平均脫鈦速率最大，可達(dá)0.033%/min，16~20min階段平均脫鈦速率為0.0007%/min。20min內(nèi)，脫鈦率可達(dá)57.19%~71.20%。脫鈦劑中氧利用率的計(jì)算結(jié)果表明，終渣中剩余氧量占脫鈦劑供氧量的4.8%~9.3%，脫鈦氧利用率平均為12.28%，低于脫硅氧利用率(43.34%)和脫碳氧利用率(20.18%)。另外，試驗(yàn)結(jié)果表明，爐渣堿度增大，脫鈦率提高。因此，為降低鐵水鈦含量，應(yīng)適當(dāng)提高脫鈦渣堿度。