鐵水包預處理脫鈦理論分析與試驗研究

鈦易與鋼中O、N、C結合，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，現一般采用轉爐(或電爐)脫鈦。但目前脫鈦工藝存在以下問題：1)在轉爐和電爐冶煉過程中，脫鈦與脫碳同時進行，隨熔池溫度升高，脫鈦反應受到抑制;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量下降;3)在精煉時，采用鋁脫氧，將發生導致渣中鈦被還原再次進入鋼水。

中國鋼研科技集團為降低鐵水的鈦含量，采用燒結礦或鐵精粉進行鐵水包脫鈦預處理。采用500kg中頻感應爐對鐵水脫鈦進行了試驗研究，并對脫鈦過程熱力學進行了分析。結果表明，相同溫度下，燒結礦脫鈦表觀平衡常數明顯大于鐵精粉脫鈦表觀平衡常數。脫鈦過程前4min平均脫鈦速率最大，可達0.033%/min，16~20min階段平均脫鈦速率為0.0007%/min。20min內，脫鈦率可達57.19%~71.20%。脫鈦劑中氧利用率的計算結果表明，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，試驗結果表明，爐渣堿度增大，脫鈦率提高。因此，為降低鐵水鈦含量，應適當提高脫鈦渣堿度。