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在炼钢生产中,钢液的脱氧及脱氧产物的性质直接影响到钢材的质量和性能.随着科学技术的不断发展,用户对钢材质量的要求日益提高.但是,现有的炼钢用脱氧剂的种类满足不了这种需求.为此,该课题结合国家技术创新项目—新型脱氧剂及其脱氧工艺技术的研究,针对具有代表性的焊丝钢和冷镦钢开发含钡、镁的新型脱氧剂.该课题首先对碱土金属及其合金的脱氧能力进行了热力学计算和动力学分析.在该计算条件下,使用AlMg合金脱氧时,在一般钢种的酸溶铝含量要求下,2×10<-6><[％Mg]<4×10<-6>就可以生成MgO·Al<,2>O<,3>,[％Mg]>6×10<-4>就有单独的MgO夹杂生成;当使用FeCaAl合金脱氧时,1×10<-7><[％Ca]<3×10<-7>就可以生成液态1 2CaO·7Al<,2>O<,3>脱氧产物,[％Ca]>3×10<-7>就可以生成液态3CaO·Al<,2>O<,3>脱氧产物.继而,在综合前人的研究成果、钢种成分要求及热力学计算结果等因素的基础上设计了实验用脱氧剂和包芯线的种类及成分.最后,在1600℃的条件下,采用MoSi<,2>炉进行了焊丝钢的沉淀脱氧和冷镦钢喂线对夹杂物变性的实验研究.初步实验分析结果表明,在焊丝钢的脱氧实验中,整体效果最好的合金是SiCaBaMgMnAl-1＃,终点全氧含量降至33ppm,为所有脱氧剂中最低,夹杂物以富含MnO的细小MnO-SiO<,2>夹杂物为主;其次是SiCaBaMgMnAl-2＃,终点全氧含量降至47ppm,夹杂物的成分相对复杂,但其尺寸仍很小呈球状分布在钢中;该实验所选用的各组复合脱氧剂用于焊丝钢的脱氧,其实验终点溶解氧含量均能满足实验的目的要求,其溶解氧含量在0.0007％~0.0011％之间,各组实验差别不大;而在冷镦钢的脱氧实验中,整体效果最好的是AlMg合金,其次是FeCa包芯线.用AlMg合金脱氧时,终点全氧量降至22 ppm,终点夹杂物以Al<,2>O<,3.-MgO复合夹杂为主,夹杂物中含有一定的MnO,其夹杂物的尺寸较小(低于2μm的夹杂物占99.40％),在钢中弥散分布;用FeCa合金脱氧时,终点全氧量降至33 ppm,终点时的夹杂物均为Al<,2>O<,3>-CaO复合夹杂物,并含有少量的MgO,夹杂物中的CaO、Al<,2>O<,3>和MgO在夹杂物中均匀分布,喂线终点夹杂物的平均半径达到了0.91μm,在包芯线实验中最低.此外,由于两种实验采用的脱氧方法不同,结果分析发现,通常采用先预脱氧后喂线处理的整体效果优于直接沉淀脱氧,但是,如果脱氧剂的种类及成分合适采取后者脱氧的方法可以达到、甚至超过采取前者的方法时的脱氧效果.实验中的AlMg合金脱氧就证明了这一点.这说明只要合金使用合适就可以简化脱氧工艺,达到优化脱氧工艺降低成本的目的.