含硫齒輪鋼中 S 含量通常為 0.015-0.02%，同時為了保證鋼水可澆性，生產

過程中采用鈣處理。目前是先喂 Ca 線，軟吹后再喂入 S 線，由于 CaS 的生成，

導致 Ca 和 S 的損耗大，收得率不穩定。由以上可知，目前制約含硫齒輪鋼生產

過程中的主要因素之一是鋼中非金屬夾雜物，因此，很有必要對含硫齒輪鋼生產

過程中潔凈度進行控制與提升。

（1）高硫齒輪鋼中硫化物控制技術。開展硫化物生成熱力學計算，確定不

同鋼液成分對鋼中硫化物析出種類及析出溫度的影響；進行硫化物析出及長大的

相關動力學計算，確定硫化物析出尺寸及析出量隨溫度、反應物濃度的變化。同

時研究了氧化物和硫化物的聯合控制研究，研究總氧含量對硫化物夾雜含量及形

貌的影響，研究不同類型氧化物與鋼中析出的硫化物的大小、數量和分布的關系，

確定有利于鋼中 MnS 彌散分布的氧化物夾雜種類，實現高硫齒輪鋼鋼中氧化物和

硫化物的聯合控制，降低 A 類夾雜物評級。

（2）高硫齒輪鋼精準鈣處理改性夾雜物模型。高硫齒輪鋼生產時采用 Al

脫氧使得鋼中生成大量的以 Al 2 O 3 為主的高熔點夾雜物，為了避免澆注過程水口

結瘤以及減小高熔點 Al 2 O 3 夾雜物在后續軋制過程中對鋼材質量的危害，生產過

程中需要進行鈣處理將鋼中的高熔點夾雜物改性為低熔點的液態夾雜物。然而，

鈣的加入量存在一個合適的范圍，過多的鈣加入形成的大量的 CaS 同樣會導致水

口結瘤。本項目基于吉布斯自由能最小的原理，對“高硫齒輪鋼-夾雜物”進行

熱力學平衡計算，并根據“高硫齒輪鋼-夾雜物”反應平衡相圖，得到“液態窗

口”的加鈣范圍，實現了高硫齒輪鋼生成過程中的精準鈣處理控制。