钢水改质剂球团在炼钢中的作用及使用方法

改质剂球团

改质剂球团，主要成份是经过熔炼过的三氧化二铝，少量的氧化镁，二氧化硅，以及约10%左右的活性金属铝粉和少量的盐类物质。球团经高压压制而成，比重约2.5g/cm3，熔点1450℃左右。

在转炉炼钢中的应用：

该球团可以作为造渣剂、精炼剂和脱硫促进剂、改渣剂等使用。在转炉炼钢过程中，绝大多数企业使用非低硅铁水作为主原料，吹炼初期由于硅的先期氧化，生成的二氧化硅首先和投入转炉的主要造渣剂石灰反应，生成硅酸钙和硅酸二钙(CaO•SiO2、2CaO•SiO2)，而硅酸钙和硅酸二钙的熔点分别是1540℃和2130℃，在冶炼初期，转炉熔池的温度很难熔化它们,而石灰的熔点是2570℃，为了熔化石灰迅速造渣，需加入萤石及借助大量铁的氧化来实现这一目的，其中萤石和石灰形成低共熔体，熔点约1360℃，氧化铁和石灰生成铁酸钙和铁酸二钙，熔点分别是1216℃和1440℃，虽然这样可以促使石灰熔化和成渣，带来的副作用是萤石可以和炉衬氧化镁形成熔点为1356℃的低共熔体，对炉衬寿命造成危害，同时萤石(熔点1424℃)，在炼钢温度下有一部分挥发和分解，进入转炉循环水系统(OG法系统)，污染了水质，而萤石对人体的危害也是十分严重的，因此萤石在某些发达国家已立法禁止使用。最近几年我国一些大型钢铁厂也逐渐不用或少用萤石造渣。另一个副作用是大量的氧化铁生成以后，当冶炼熔池温度升高到大于1530℃以后，铁水中碳的氧化优先于硅、锰和铁的氧化，激烈地碳氧反应常常造成转炉的喷溅。

针对上述情况，使用改质剂球团，首先可以迅速造渣，使转炉早形成高碱性熔渣，因为球团中大量的三氧化铝（Al2O3）可与氧化钙(CaO)生成熔点较低的铝酸钙如12 CaO•7 Al2O3(熔点1365℃)及CaO•Al2O3、2CaO•Al2O3等同分熔点化合物。铝酸钙渣系不仅熔点低于硅酸钙渣系，其熔渣的流动性、表面张力等参数都有利于泡沫渣的形成和维持，避免转炉初期“返干”现象的发生，因此改质剂球团完全可以替代萤石造渣。

由于球团中含有化学活性很强的金属铝粉，在转炉吹炼过程中，由于种种原因将要发生喷溅的瞬间，往炉内加入熔剂球团，由于球团中活性金属铝的作用，可迅速还原渣中的氧化铁，因此可以迅速抑制激烈的碳－氧反应，避免喷溅发生或使喷溅停止。上述二种情况，改质剂球团的加入量1～3Kg/t,视具体冶炼情况可适当增减加入量。 在二次精炼中的应用：

其一：它是一种高效的炉渣改质剂，由于球团中含有金属铝和大量的三氧化二铝，配合小块活性石灰的加入，可以生成熔点不高，流动性适中又容易形成泡沫的以铝酸钙为主的渣系，有利于提高LF升温速度及缩短精炼时间。同时也降低了炉渣的氧化性，促进了钢水的脱硫。如果根据对冶炼钢种的要求，通过调整石灰和球团加入量，控制炉渣碱度和渣中三氧化二铝含量，使渣系数M＝(CaO/SiO2)/ (Al2O3%)=0.15～0.25范围，同时控制渣中(FeO+MnO)小于1％，可以达到钢水深脱硫的目的。 钢渣化学平衡时，硫在钢和渣中的分配系数及渣的硫容量，与渣系的组成及渣和钢中的氧位有关，其中氧位或

称氧活度占主要因素。由于铝是强脱氧剂，在铁水脱硫过程中，酸溶铝大于50ppm，可以使硫的分配系数从500上升到1000以上。一般的炉渣，硫的分配系数Ls=(S)/[S] =700～800左右，而应用含铝改质剂球团的CaO- Al2O3-SiO2- FeO渣系，LS可达1800以上，同时改善了脱硫的动力学条件。钢水脱硫的原理同铁水一样，钢水精炼过程中，渣中（FeO+MnO）降到很低，钢水中的硫才能降到100ppm以下，但是考虑到渣的硫容量Im=(S)×ms/[S]×Ms (其中分子为渣中硫及渣量，分母为金属中硫及金属量）及硫的分配系数Ls＝(S)/[S]，添加更多的熔剂球团，由于渣中Al2O3的升高，Im会减小，LS也会降低，Al2O3属于酸性氧化物类。

其二：由于熔剂球团中含有金属铝，在使用时可以替代一部分脱氧剂或合金，由于球团的脱氧能力强，降低了钢和渣的氧化性，所以不论在转炉出钢时使用或LF工位使用，都适当地提高了合金收得率及增碳时碳的收得率，因此在脱氧及合金化时，合金的加入量可控制在中下限范围。考虑到转炉出钢挡渣状况和下渣量及熔剂

化学成分：

化学成份%

牌号

M-Al

改质剂

10-15

球团

注意事项： 50-65 ≤3 ≤8 ≤0.05 ≤0.5 余量 Al2O3 MgO SiO2 C 水份 物 活性

1 熔剂球团本身没有脱硫能力，因此可按1：1配加小块活性石灰，根据设定炉渣碱度及石灰质量再适当增减石灰加入量。

2铝酸钙渣系熔点低，流动性好，因此使用熔剂球团时不必再加萤石。 3加入方法可考虑在转炉出钢加完合金后，随钢流加入1/3～1/2，其余可在LF炉精炼时从高位料仓加入。 对于普通钢种，如不考虑经过LF精炼，可以在转炉出钢时一次加入，然后经底吹氩搅拌，也可以达到一般精炼的效果。

熔剂球团的加入量可根据钢种的要求及终点钢水硫含量、氧活度及渣的氧化性情况，控制在2～4Kg/t

4本球团原料在生产流程中添加2～3％的KCl、NaCl盐类，因此球团在炼钢温度下使用时，它们会以气体形式挥发，会产生少量白色烟雾，对人身无害。

5球团中铝化合物的形态除α-Al2O3外，还有AlN存在，通过仪器分析得知AlN有结晶体和非结晶体二种形态，其中非结晶体占30～40％左右，它是酸溶性的，如遇潮气或水会发生如下反应：

AlN+3H2O=NH3↑+Al(OH)3

有刺激性氨味，因此球团不能受潮。

球团加入量，通过试验和分析，就能测算出合金及脱氧剂的控制范围。 联系人：张习刚

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