【吹氧化学法加热钢水技术】
为提供适宜的连铸钢水浇注温度，创造良好的连浇条件，以及为补偿二次精炼温度损失，降低出炉钢水温度，避免低温钢水再炼和适应某些牌号钢种的高温浇注要求，钢水的再加热不仅日趋重要，而且已经成为不可少的工艺环节。近年，钢水再加热技术竞相涌现，电弧加热、感应加热、等离子加热、电渣加热、氧燃加热等技术均已被正式运用于工业生产。
20世纪80年代初，在日本开发成功潜罩法密封吹氩的CAS法微调钢水成分。80年代中期，新日铁公司在CAS工艺基础上增加OB吹氧功能而开发成功CAS-OB吹氧烧铝化学法加热钢水技术。不久，日本住友、美国伯利恒等钢铁厂也开发出相类似的技术。迄今为止，全世界已有近30套设备在工业生产中使用，分布在日本、美国、英国、法国、加拿大、意大利、卢森堡等国。中国鞍钢、武钢的同类型加热设备也已投产，宝钢正在CAS装置上加装OB设备。使用潜罩是CAS法和CAS-OB法的重要特征，潜罩的作用是隔开浮渣在钢水表面造成无渣亮面并提供笼照空间，以便为加入微调合金、形成保护区和为加热钢水提供化学反应空间。此外，也具有一般的烟罩作用，借以收集和排出烟气。加装OB氧枪，并向罩内投入A1、Si、C等可燃物质，发生氧化反应产生化学热：
加热钢水的酸溶铝含量一般在0．008%～0．012%。据日本、美国和法国的数据，加热后的钢水氧含量与加热前基本相等。
钢水加热前Al2O3为80～120mg／kg，加热后除个别罐次略升高外，均呈降低趋势。进入结晶器的含量可降到30mg／kg以下。钢水夹杂总量变化很小。Ⅰ级颗粒减少，Ⅶ级颗粒增加。经过加热后的短时间氩气搅拌，夹杂物数量及粒度均明显改变，总量有所减少。因此，普遍认为经加热处理后的钢水质量没有受到影响。由于加热前靠搅拌造成无渣亮面，消除回磷的可能性，因而处理前后钢水〔P〕无变化。如果亮面形成不好，罩内留有残渣，便会出现回磷。例如〔P〕值可由0．009%增至0．012%。设置潜罩是吹氧烧Al(Si)加热钢水法提高加热效果、避免浮渣影响、保证加热工艺顺利进行的重要措施。各种方法使用的潜罩，形状和结构不尽相同。IR-UT为筒式上部与平盖连在一起，下降到最低位时能盖住包口并支撑在包沿上，浸入深度随钢液面波动而变化。CAS-OB罩为锥形体。由钢板焊成，分上下两部分，上罩体内衬耐火材料，下罩体内外均衬以耐火材料，以便潜入钢水内部。通常浸入深度100～200mm。耐火材料为高铝质不定形材料，一般A12O3＞70%。使用寿命65～100次。潜罩的内形尺寸确定，以CAS-OB罩为例介绍如下。
式中，H为钢水深度；θ为氩气泡扩张角，取22°；d为吹氩罩外径。
潜罩在包位置应能基本笼罩全部上浮氩气泡，并应保持适当的与包壁的距离。据新日铁经验，自包内壁至潜罩外壁的距离取170mm合适，如果包容过小亦可适当调整。IR-UT罩因采用顶枪搅拌而采取与钢包同心布置。罩内面积与间隙面积比为0．5～0．6。罩的高度取决于所选潜罩容积。罩容不宜过大，否则会减慢升温速度。吹氧枪为消耗型，由双层不锈钢管组成，外衬高铝耐火材料(90%A12O3)，套管间隙一般2～3mm，外管通氩气冷却(也有采用水冷的)，氩量大约占氧量的10%。内管通氧，氧压0．6MPa，Ar和O2压力的关系为PAr／Po2=1．2～3．0。氧枪的工作高度很重要，最好在200～500mm。美式法采用浸入式氧枪吹氧，经加热升温后的钢液表面温度要比面吹氧枪低，插入深度越大，液面温度越低，当插入79%时，表面温度与内部温度基本相同。过深有烧漏包底的危险。氧枪的烧损速度大约50mm／次，寿命一般20～30次。吹氩枪为单层钢管外衬高铝质耐火材料，多为双孔，寿命可到40～60次。新法加热钢水的操作步骤见下表。其工艺特点为：(1)设备和操作简单，因而投资和运转费少，处理快，升温效果好。(2)在氩气氛中加合金，因而二次氧化减少，合金收得率提高，便于准确微调成分。(3)潜罩内无覆盖渣，防止了钢渣反应，有利于热传导和减少氧化。(4)在潜罩内吹氧加热钢水，加热效率高，可增大供氧量，提高加热速度。
(北京钢铁设计研究总院赵荣玖、何国梁撰)