【技术】钢的洁净度控制技术

钢中T.O反应着钢中夹杂物的总体水平，因此T.O低则会相应延长齿轮的疲劳寿命，高质量齿轮的一般要求氧含量控制在20ppm以下。控制和减少钢中氧化铝等高熔点、高硬度氧化物，提高钢水纯净度，是生产中的主要任务之一。

　　1）钢液终点碳控制

　　齿轮钢脱氧首先要精确控制电炉出钢时钢中碳含量，以稳定初始氧含量。根据碳氧积，出钢碳含量决定了出钢时溶解氧的含量。可以适当提高电炉出钢碳含量来降低出钢时的氧含量，减轻了后面精炼的负担。齿轮钢由于要求碳含量低，就增加了脱氧的难度，常常出现过氧化现象，加重精炼脱氧负担，还会增加铁损、脱氧剂消耗。所以，适当增加终点碳含量，可以减轻钢液过氧化，有利于脱气、去夹杂，能够有效降低钢中气体含量。

　　2）钢中铝含量控制

　　Al是一种强脱氧元素，钢中酸溶铝的增加能够有效的降低钢中溶解氧的存在。电炉出钢时，根据钢中氧含量，尽可能一次性加足铝，使钢液中的溶解氧和铝能够反应生成大尺寸Al2O3簇状夹杂，在到达精炼位前，钢液中的簇状Al2O3长大、上浮、排除。在精炼位，可以采用喂铝线的方式对钢液进行深脱氧，进一步降低氧含量。铝脱氧结束后，还要排除钢液中脱氧生成的Al2O3，可以在精炼过程中通过智能吹氩来实现。要适当控制氩气流量，不能造成钢液裸露。文献认为：精炼后氧含量很大程度上受出钢钢水氧含量的影响，出钢时加合金或铝块脱氧来降低氧含量已被普遍接受。铝脱氧后的部分产物会呈针状并逐渐长大，但这些夹杂在4分钟内会有75%~85%上浮去除。

　　3）高碱度精炼渣系

　　精炼渣系除需要满足脱氧的要求，还要有脱硫、埋弧造渣、吸附夹杂物等作用。在氧含量低的情况下，适当提高炉渣碱度，不仅可以降低钢中平衡氧含量，还可以提高渣钢中硫的分配比。陈天明、杨素波、王新华研究认为：精炼炉渣碱度对T[O]有重要影响，控制炉渣CaO/SiO2在3.0~8.5范围时，随着炉渣碱度增加，精炼结束时钢水T [O]含量逐渐降低；但如果碱度超过8.5，其对钢水T[O]的影响变将变的得不再显著。文献研究认为：具有较好脱氧能力的渣系，炉渣中的CaO/SiO2应大于1，比值越高，脱氧速度越快。但是精炼渣的碱度也不应过高，如果碱度5.0，精炼渣熔点变高，成渣变慢，炉渣流动性也会变差，同样影响脱氧和脱硫的效果。因此，不建议采用过高碱度精炼渣。

　　4）夹杂物变性处理

　　在齿轮钢生产过程中，Al脱氧后经常使用Al2O3变性技术，将高熔点的Al2O3转变成低熔点复合夹杂物，并通过合理的搅拌工艺促进夹杂物上浮排出。精炼炉深脱氧后，细小的铝酸盐夹杂物数量增加，钢液的可浇性降低，在浇注过程中易发生水口结瘤。因此，在出钢前，应根据钢中酸溶铝含量喂入适量硅钙线进行变性处理，形成低熔点钙铝酸盐，改善钢液流动性，防止水口结瘤。

　　5）VD真空精炼

　　钢中氧含量随真空度的降低而降低，延长真空时间有利于钢液何总气体排出，促进夹杂物聚集长大、上浮去除。

　　6）全封闭无氧化保护浇注。

　　连铸过程增加的氧，可能来自空气、与耐火材料或保护渣。采用全程无氧化保护浇注，可以有效防止钢液二次氧化。加入中间包专用覆盖剂可以使钢液隔绝空气，减少钢液的二次氧化，避免Al2O3夹杂生成。

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