结果统计表
f钢种
工艺原工艺
炉数13
合金原料平均单耗kgt1钢合金元素平均收得率FeM
FeSiSiM
SiCC粉930412215828ηM
ηSiηC09776406314649609884676813648311587126979674086239106680106352636728122314421058816697363771422203597085879269246221
Q235优化工艺113优化工艺211原工艺20M
Si优化工艺1优化工艺2
19232711196
从上表可以看出优化工艺中的ηM
普遍高于原工艺ηSi在新旧工艺中基本相当优化工艺中ηC略低于原工艺。42钢的质量对20M
Si在相同的冶炼条件下对原工艺和新工艺选择典型炉次各取一块钢包试样分析钢中气体O、N含量又用NEOPHPT21型金相显微镜对其进行金相检验并按GB1056189JR评级图对钢中夹杂物进行评级并拍照其分析和检验结果见表4。表4钢中气体含量分析结果钢种20M
Si工艺炉号［O］［N］原工艺16255001200034优化工艺116256001100027
5分析讨论
由上述试验结果可知试验炉次全部合格其结果与用线性规划理论推导出的结果基本一致。51关于合金收得率由表3可知新旧工艺相比ηM
提高了070～827ηSi基本接近ηC有所下降。这是由于使用了SiM
复合合金后极大地改善了脱氧的热力学条件同时使脱氧产物的形核、长大和排除都具有比较有利的动力学条件。使SiM
中M
和Si的收得率均有不同程度的提高。这一点与复合合金剂对钢中［O］的影响也是一致的见图1。
f图1
复合合金剂对钢中［O］的影响
另外硅锰合金中硅元素比锰元素的还原性强会优先氧化从而降低了钢中氧位改善了锰元素的合金化条件提高了ηM
。加之由于使用了SiC粉因其与氧的亲和力大于硅铁与氧的亲和力见图2其脱氧反应剧烈导致消耗于脱氧的SiM
相对减少也相应提高了SiM
合金中M
和Si的收得率。
图2
脱氧反应标准自由能变化与温度关系图SiCs3FeOSiO2s｛CO｝3FelΔG01260999528777TKJmol1SiCs3〔O〕SiO2s｛O｝0ΔG26073549158TKJmol2Sis2FeOSiO2s2Fel
fΔG3486802811303TKJmol3Sis2〔O〕SiO2s0ΔG47177062093TKJmol4CsFeOFel｛CO｝0ΔG5120885613284TKJmol5Cs〔O〕｛CO｝06ΔG654348468TKJmol另一方面SiC的密度只有32gcm且试验时用的碳化硅中SiC含量偏低又多呈粉状加入钢包后部分飘浮在钢液面上由于烧损即消耗于氧化性渣和气氛中和机械损失即损失于钢液面的渣中以及用于脱氧的SiC量增加导致SiC中Si和C的收得率偏低。而SiM
和SiC综合脱氧合金化的结果使得ηSi基本不变。众所周知在钢水终点C相同时氧在r