2.7 钙处理对钢中非金属夹杂物变性效果

低碳铝镇静钢中夹杂物的存在不仅对钢材的力学性能有重要影响。同时也会造成浇注过程水口堵塞，打乱正常的生产节奏。生产实践及研究表明，通过向钢水喂钙的方法能将钢中的有害夹杂物改性，使钢水的流动性和可浇性得到显著改善。因此，钙处理工艺的好坏不仅影响钢材质量，而且还直接决定了钢水的浇注性能以及整个连铸过程的顺行。

采用钙处理方法对钢中MnS夹杂物和Al2O3。夹杂物进行改性的原理是通过增加钢中有效钙含量，一方面使大颗粒Al2O3夹杂改性成低熔点复合夹杂物，促使夹杂物上浮，净化钢水，同时也可防止水口结瘤，改善浇注性。另一方面，在钢水凝固过程中提前形成的高熔点CaS质点，可以抑制钢水在此过程中生成MnS的总量和聚集程度，并把MnS部分并全部改性成CaS，即形成细小、单一的CaS相或CaS与MnS的复合相。在钢水硫含量降低到一定程度时，通过钙处理可抑制钢水凝固过程中形成MnS的总量，并把钢水在凝固过程中产生的MnS转变成MnS与CaS或铝酸钙相结合的复合相。由于减少了硫化锰夹杂物的生成数量，并在残余硫化锰夹杂物基体中复合了细小的(10μm左右)、不易变形的CaS或铝酸钙颗粒，使钢材在加工变形过程中原本容易形成长宽比较小且相对弥散分布的夹杂物，从而提高了钢材性能的均匀性。

对铝镇静钢进行钙处理，向钢水中喂入硅钙线的主要目的是将棱角分明的Al2O3夹杂物变性处理成为钙铝酸盐，其变性效果的关键是控制钙铝酸盐的生成类型。当钢中的Al2O3夹杂完全变性为12CaO·7Al2O3时，夹杂物中的w(CaO)/w(Al2O3)为1.71。[17]

钙处理前钢中夹杂物主要是钙铝酸盐夹杂氧化铝和氧化镁复合夹杂物以及氧化铝夹杂物，这3种夹杂物所占的比例为81%。

（1）钙铝酸盐夹杂，含有少量MgO在钢中主要呈球状或球块状，夹杂物尺寸一

般在2-10μｍ之间，此类夹杂物占到了夹杂物总数的33%。

（2）Al2O3加MgO夹杂，这类夹杂物多呈块状，夹杂物尺寸一般在2-10μｍ之间，此类夹杂物占到了夹杂物总数的27%。

（3）Al2O3夹杂，在钢中主要呈块状，夹杂物尺寸一般小于5μｍ，此类夹杂物占到了夹杂物总数的21%。

钙处理后的夹杂物主要有以下3类：

（1）钙铝酸盐夹杂，含有少量MgO，在钢中主要呈球状，夹杂物尺寸一般小于5μｍ，占到钙处理后钢中夹杂物总量的84%。