连铸过程中铝脱氧钢水二次氧化行为研究

With the development of secondary refining technology for molten steel, the oxygen content in steel is getting lower, and thus the oxygen potential between the ambient air and steel is getting higher and higher. It is easier for the steel to be reoxided and this risk cannot be ignored. Therefore, preventing the steel reoxidation has become the restricted step for the improvement of steel cleanliness. For now, there is still a lack of deep research on the mechanism and influencing factors of reoxidation behavior of molten steel by air. Besides, an effective technology of controlling the steel reoxidation in real production process is in urgent need..The project plans to carry out research on the influencing factors and the products of steel reoxidation. The methods of high temperature experiment, mathematical calculation, thermodynamic and kinetic analysis can be adopted to study the inclusion evolution and oxygen transport process during reoxidation process of aluminum-killed molten steel by air. The critical factors of steel reoxidation will be obtained, the oxygen transfer mechanism in slag phase during the reoxidation process of aluminum-killed molten steel by air will be revealed, and the characteristics of reoxidation inclusions of will be confirmed. The prediction model of steel reoxidation will be established and methods of reducing steel reoxidation will be proposed which will be the reliable theoretic and technical support for solving the problems of steel reoxidation during steel production process.

随着钢水精炼技术的发展，精炼后钢水中氧含量不断降低，空气与钢液之间的氧势差越来越大，钢液二次氧化更容易发生，钢水二次氧化问题逐渐突显，防止钢水二次氧化已经是提高钢水洁净度的限制性环节。目前关于空气对钢水的氧化机理和影响因素的认识仍然缺乏深入研究，实际冶炼过程中也缺乏行之有效的二次氧化控制技术。.本项目针对空气对铝脱氧钢氧化过程中二次氧化的影响因素和二次氧化反应产物进行研究。通过高温熔炼实验、数学计算、热力学分析和动力学研究等方法研究空气氧化铝脱氧钢过程中氧气的传输和夹杂物的演变过程。掌握钢水二次氧化的关键影响因素，揭示空气氧化铝脱氧钢过程中渣相传氧的机理，明确空气氧化钢水生成二次氧化夹杂物特征，建立钢水二次氧化的预测模型，提出减小空气氧化钢水措施，为解决钢铁生产过程中钢水二次氧化问题提供可靠理论和技术支持。

随着钢水精炼技术的发展，精炼后钢水中氧含量不断降低，空气与钢液之间的氧势差越来越大，钢液二次氧化更容易发生，钢水二次氧化问题逐渐突显，防止钢水二次氧化已经是提高钢水洁净度的限制性环节。目前关于空气对钢水的氧化机理和影响因素的认识仍然缺乏深入研究，实际冶炼过程中也缺乏行之有效的二次氧化控制技术。.耐火材料中FeO，MnO以及SiO2能够大幅度增加钢水中的全氧含量，从而造成钢的二次氧化；另外，MgO在高温下被C还原，产生的Mg蒸汽与非金属夹杂物反应，生成MgO·Al2O3夹杂。与MgO和MgO+2MgO·SiO2喷补料相比，使用还原性氧化物含量较少的Al2O3喷补料能够提高钢的洁净度。然而，在以往的实验设置中喷补料与钢水的比重较大，这会造成钢水中成分改变较大，因此对于喷补料的氧化能力及二次氧化机理并没有详细的阐述。.对于覆盖剂对钢水的二次氧化，大量的研究集中在钢覆盖剂对于钢水洁净度的影响。由于覆盖剂中氧势较高，会与钢中的还原性元素[Al]，[Ti]等发生反应，同时钢覆盖剂界面的化学反应都造成脱氧钢的污染。然而，中间包覆盖剂对于钢水的二次氧化并没有得到较好的研究，它们之间的二次氧化机理也没有具体的阐述。. 其中，中间包中钢水受到污染的主要原因有空气和中间包覆盖剂，并且，不同的钢种、不同的工艺过程对钢水二次氧化的影响不同。因此，定量的掌握中间包各工艺过程钢水的氧化行为并采取适当的措施阻止氧化反应的发生是非常重要的。.本项目主要针对空气，中间包覆盖剂对铝脱氧钢氧化过程中二次氧化的影响因素和二次氧化反应产物进行研究。通过高温熔炼实验、数学计算、热力学分析和动力学研究等方法探究连铸过程空气氧化铝脱氧钢水的行为，确定影响钢水二次氧化的关键因素，深入研究覆盖剂相传氧机理，在线观察和分析空气氧化钢水过程中二次氧化夹杂物演变的机理和特征，建立气-覆盖剂-钢动力学模型和热力学模型预测钢水二次氧化速率和生成夹杂物成分，提出减小二次氧化的有利措施，为实际生产过程连铸工艺的优化提供理论依据。