铁水包预处理脱钛理论分析与试验研究

钛易与钢中O、N、C结合，生成TiO2、TiN以及Ti(C，N)等夹杂。TiN和Ti(C，N)是一种脆而硬的夹杂，它对钢的疲劳寿命特别有害。钢中钛主要来源于高炉铁水和合金，现一般采用转炉(或电炉)脱钛。但目前脱钛工艺存在以下问题：1)在转炉和电炉冶炼过程中，脱钛与脱碳同时进行，随熔池温度升高，脱钛反应受到抑制;2)为完成深脱钛，必需深脱碳，这会使钢中氧含量增加，使钢的成本升高和质量下降;3)在精炼时，采用铝脱氧，将发生导致渣中钛被还原再次进入钢水。

中国钢研科技集团为降低铁水的钛含量，采用烧结矿或铁精粉进行铁水包脱钛预处理。采用500kg中频感应炉对铁水脱钛进行了试验研究，并对脱钛过程热力学进行了分析。结果表明，相同温度下，烧结矿脱钛表观平衡常数明显大于铁精粉脱钛表观平衡常数。脱钛过程前4min平均脱钛速率最大，可达0.033%/min，16~20min阶段平均脱钛速率为0.0007%/min。20min内，脱钛率可达57.19%~71.20%。脱钛剂中氧利用率的计算结果表明，终渣中剩余氧量占脱钛剂供氧量的4.8%~9.3%，脱钛氧利用率平均为12.28%，低于脱硅氧利用率(43.34%)和脱碳氧利用率(20.18%)。另外，试验结果表明，炉渣碱度增大，脱钛率提高。因此，为降低铁水钛含量，应适当提高脱钛渣碱度。