纯净钢是我国钢铁材料的发展方向之一，LF精炼超低硫钢的研究近年来受到多方面的关注。虽然关于耐火材料对钢中氧的影响研究比较多，但有关LF耐火材料对精炼超低硫钢的作用研究尚不多见。因此，为了考察当前LF生产中较常用的含碳铝镁尖晶石砖、镁碳砖和MgO质耐火材料对钢液深脱硫的影响。东北大学的研究人员通过设计对比试验，在MoSi2高温炉中，研究使用不同材质的坩埚对脱硫率的影响，确定有利于深脱硫的最佳LF炉衬材质。
    试验用钢水的化学成分（w）：C 0.062%、Si 0.15%~0.019%、Mn 1.39%~1.42%、P 0.011%~0.014%、Al 0.023％～0.026％、S 0.0038％～0.0049％。脱硫精炼渣成分示于表1，其中1#渣为本研究正在开发的LF深脱硫渣，而2#渣取自某钢厂的LF深脱硫渣。将某钢厂LF所用的含碳铝镁尖晶石砖（w（Al2O3）≥88%、w（Al2O3+MgO）≥90%以及w（C）为5％～8％）和镁碳砖（w（MgO）≥80％、w（F.C）≥10）制成坩埚。深脱硫试验时使用上述特制的坩埚和电熔氧化镁坩埚进行对比，试验时耐火材料坩埚外用石墨坩埚保护。
表1 脱硫精炼渣的主要成分
 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2
1＃ 50～55 2～10 5～15 20～30 0～15
2＃ 35～45 10～15 5～15 20～35 10～15
    试验条件及步骤：(1)本试验装置采用MoSi2高温管式炉，采用双铂铑热电偶控温。为防止钢水氧化，试验过程中由炉底通入净化过的Ar保护，Ar流量为0.001 m3•min-1。(2)试验用钢量为200 g左右，放入内径Φ30mm的试验坩埚内，外用石墨坩埚保护。试验温度为1 580 ℃。(3)采用固体电解质定氧探头测定钢中的氧活度，用加铝操作控制钢液氧势。(4)在加铝脱氧后，取初始钢水样，然后加入脱硫剂并搅拌。根据LF生产实践并考虑试验过程中的一些损耗，本试验中脱硫剂的加入量确定为10 kg•t-1钢。(5)在加入脱硫剂后的5、10、25和49 min用石英棒对钢水进行搅拌，搅拌时间均为10 s，试验时间为50 min。(6)最后一次搅拌结束后测定钢中氧活度，降温，结束试验。(7)对试验过程中所取得的原始钢样和最终钢样进行化学分析，另外，对试验的最终钢样还采用光谱分析检测其成分。
    通过对比试验，得出如下结论:(1)在3种耐火材料中，使用含碳铝镁尖晶石砖的钢液脱硫率最高，有利于深脱硫。使用镁碳砖的效果次之，使用无碳氧化镁坩埚的脱硫效果最差。(2)炉衬材质为含碳铝镁尖晶石砖或镁碳砖时将导致钢液增碳，不利于低碳钢生产。LF精炼超低碳钢时，钢包衬材质应考虑使用无碳的耐火材料，如烧成MgO-CaO砖等。(3)LF炉衬使用含碳铝镁尖晶石砖或镁碳砖，有利于减少脱硫过程中钢液[Al]s的氧化消耗。
（摘编自《材料与冶金学报》2010，№1）