鋼中硫質(zhì)量分數(shù)過高,會使鋼材的加工性能和使用性能大大降低,尤其在加熱過程中會產(chǎn)生“熱脆”開裂。鋼中形成的硫化物夾雜會降低鋼的韌性。另外,鋼的氫脆與鋼中硫化物夾雜也有密切的關(guān)系。因此,在煉鋼過程中,需要最大程度地降低鋼中硫質(zhì)量分數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點鋼水成分和出鋼過程脫硫劑加入類型和加入方式一定時,不同鋼種對應(yīng)的渣洗脫硫效果仍然有較大的差異,且根據(jù)脫硫后鋼水成分,發(fā)現(xiàn)鋼中硅質(zhì)量分數(shù)對出鋼渣洗脫硫有較大的影響。
科研工作者為了提高出鋼渣洗脫硫效果,在國內(nèi)某鋼廠300t轉(zhuǎn)爐進行了21爐出鋼渣洗脫硫試驗。研究結(jié)果表明,當(dāng)鋼中Als和硫質(zhì)量分數(shù)分別為0.025%~0.045%和0.002%~0.004%時,鋼中硅質(zhì)量分數(shù)對出鋼渣洗脫硫效果影響十分顯著,而錳質(zhì)量分數(shù)對出鋼渣洗脫硫效果沒有直接的影響。通過將出鋼過程鋼水硅質(zhì)量分數(shù)控制在0.05%以上,并借助渣洗脫硫工藝,可以穩(wěn)定生產(chǎn)硫質(zhì)量分數(shù)小于0.002%的管線鋼。
此外,基于耦合反應(yīng)動力學(xué)模型,通過將Al-O反應(yīng)、Si-O反應(yīng)、脫硫反應(yīng)和Fe-O反應(yīng)進行耦合,得到鋼中硅質(zhì)量分數(shù)是通過影響界面氧活度來影響渣洗脫硫效果。在鋼水氧活度變化不大的條件下,界面氧活度主要取決于爐渣氧化性,而從爐渣成分中可以看出,硅質(zhì)量分數(shù)小于0.05%的鋼種對應(yīng)的爐渣氧化性要高于硅質(zhì)量分數(shù)大于0.05%的鋼種,這與模型計算結(jié)果相一致。