CN100453659C - 钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂 - Google Patents

Abstract

钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂，属于熔融铁类合金的处理剂，尤其涉及钢水炉外精炼的添加处理剂，该处理剂按重量百分比含有：BaO:35-70%、BaF₂:10-35%、MnO:5-13%、CaO:4-10%、Al₂O₃:2-10%，余为杂质及粘结剂。用于钢水炉外脱硫脱磷，与现有技术相比，其优点是：组分及含量设计合理，解决了一种精炼剂一次性加入，同时解决了对钢水进行炉外精炼脱硫脱磷的难题，简化了操作，提高了效率；脱硫脱磷效果显著，效率高，减少钢中硫磷含量超标的冶炼废品，有利于改善钢水质量，提高了钢材的性能，为开发低硫、低磷钢材品种创造了条件；还可用于锰铁熔体脱磷、不仅提高了脱磷率，而且还解决锰元素氧化的难题。

Description

钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂

技术领域

本发明属于熔融铁类合金的处理，尤其涉及炉外精炼的添加处理剂。

背景技术

随着社会进步、工业迅猛发展，对钢材硫、磷含量的要求越加苛刻，降低钢中硫、磷含量，生产洁净的钢水。其主要措施之一是降低锰铁熔体的磷含量，并采用炉外精炼工艺。在精炼过程中添加精炼剂，对钢水进行脱硫、脱磷。当前脱硫采用CaO-Al₂O₃基钢水炉外脱硫剂，脱磷则采用CaO-FeO基钢水炉外脱磷精炼剂。存在缺陷是：CaO-Al₂O₃基钢水炉外脱硫精炼剂只能脱硫，不能脱磷；CaO-FeO基钢水炉外脱磷精炼剂不仅不能脱硫，而且在精炼造还原渣后，钢水严重回磷，污染了钢水，影响生产。因此研发一种钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂已刻不容缓。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂，在炉外精炼过程中使用本发明的精炼剂，在钢包造还原渣前对钢水进行脱磷；在钢包造还原渣后对钢水进行脱硫，并且钢水不回磷，有利于改善钢水质量，扩大钢品种，降低消耗，有利于生产。

钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂，按重量百分比该精炼剂含有：BaO35-70％、BaF₂ 10-35％、MnO 5-13％、CaO 4-10％、Al₂O₃ 2-10％，余为杂质及粘结剂。

本发明组分含量进一步优化，按重量百分比该精炼剂含有：BaO40-65％、BaF₂ 16-35％、MnO 7-12％、CaO 5-10％、Al₂O₃ 2-10％，余为杂质及粘结剂。

本发明组分含量进一步优化，按重量百分比该精炼剂含有：BaO42-60％、BaF₂ 18-30％、MnO 8-12％、CaO 5-9％、Al₂O₃ 4-10％，余为杂质及粘结剂。

所述粘结剂为普通粘结剂。

制备方法：在常温常压下，按组分及含量(％)进行破碎、磨粉、配料、加入粘结剂、混匀、造粒、烘干或烘烤、装袋。

本发明基于多元素相图原理，根据实验设计出合适的组分和含量，保证在精炼过程中有较高的脱硫脱磷效率。在组分选择上基于BaO的碱性强于CaO，采用BaO基，为了帮助BaO熔化，加入BaF₂。加入少量CaO提高熔渣的碱度，有利于钢水脱硫、脱膦。采用低含量Al₂O₃提高渣对钢中夹杂的吸附能力，减少夹杂含量和大颗粒夹杂带来的危害，加入少量MnO有利于钢水脱磷与锰铁熔体脱磷，减少锰元素氧化。

下面对BaO基精炼剂与CaO基精炼剂的脱硫脱磷能力进行分析比较。

1、脱磷方面：①、在钢水精炼温度下(T＝1858K)，CaO脱磷反应的回磷临界分压P_O2＝10^-10.36，当体系氧分压P_O2≤10^-10.36就严重回磷，而目前实际钢包顶渣造还原渣后，其氧分压10^-10.7～10^-11.6，因此CaO脱磷产物严重回磷，完全失效。而BaO脱磷反应的回磷临界分压 $P_{O_2}={10}^{-12.3}$ ，也即当体系氧分压 $P_{O_2}\≤{10}^{-12.3}$ 才会发生回磷，所以在钢包顶渣造还原渣后，BaO脱磷产物基本不回磷。②、对钢水与锰铁合金熔体，BaO脱磷反应自由能负值的绝对值比CaO的大；当T＝1858K时，BaO脱磷平衡的磷比CaO脱磷平衡的磷低两个数量级，即[P]_BaO＝10^-2.4[P]_CaO；BaO系熔渣的磷容量比CaO系熔渣的磷容量大，在不考虑卤素离子作用的情况下，C_PG(BaO)比C_PG(CaO)高4.5～5.0个数量级；BaO脱磷反应对氧位的要求比CaO的低，BaO脱磷要求 $P_{O_2}\≥{10}^{-9.47}$ ，CaO脱磷要求 $P_{O_2}\≥{10}^{-7.53}$ 。这表明与CaO相比，BaO能在相对更低的氧位下进行脱磷反应，这对提高锰铁合金熔体脱磷率、减少锰元素的氧化损失有重要意义。

2、脱硫方面：BaO对钢水脱硫反应自由能负值的绝对值比CaO的大，在钢水精炼温度下(T＝1858K)，BaO更容易与钢水中[S]发生反应；BaO脱硫反应平衡的硫比CaO的低一个数量级左右，BaO-Al₂O₃渣系硫容量比CaO-Al₂O₃的高1个数量级左右，所以BaO对钢水炉外脱硫能力比CaO的强。

使用本发明的BaO基钢水炉外脱硫脱磷精炼剂与现有技术相比，其优点是：组分及含量设计合理，解决了一种精炼剂一次性加入，同时对钢水进行炉外精炼脱硫脱磷的难题，简化了操作，提高了效率；脱硫脱磷效果显著，效率高，减少了钢中硫、磷含量超标的“冶炼废品”，有利于改善钢水质量，提高了钢材性能，为开发低硫、低磷钢材品种创造了条件；还可用于锰铁熔体脱磷，不仅提高了脱磷率，并且还解决了锰元素氧化的难题。

具体实施方式

在下述实施例中η_s(％)为脱硫率，表示脱硫效果，η_p(％)为脱磷率，表示脱磷效果，两值越大表示脱硫脱磷效果越好。

实施例1：

在常温常压下，按组分及含量(重量％)、称重、分别破碎、磨粉、配料、加入粘结剂、混匀、制粒、烘干或烘烤、装袋。然后进行钢水炉外脱硫脱磷试用，计算出脱硫率η_s(％)，及脱磷率η_p(％)，其实验数据列于表1中。

实施例2：

用实施例1的方法与步骤进行实施，实验数据列于表1中。

实施例3：

用实施例1的方法与步骤进行实施，实验数据列于表1中。

表1

各组分含量(重量)％	BaO	BaF<sub>2</sub>	MnO	CaO	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	其它	η<sub>s</sub>(％)	η<sub>p</sub>(％)
									实施例1	40	30	12	8	8	余为杂质及粘结剂	63	45
实施例2	55	25	8	6	4	余为杂质及粘结剂	68	70
									实施例3	65	15	6	8	4	余为杂质及粘结剂	50	60

从表1中可以看出本发明的精炼剂脱硫脱磷效果都很好，根本不产生回磷现象。

Claims (3)

1、钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂，按重量百分比该精炼剂含有：BaO35-70％、BaF₂10-35％、MnO 5-13％、CaO 4-10％、Al₂O₃2-10％，余为杂质及粘结剂。

2、根据权利要求1所述钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂，按重量百分比该精炼剂含有：BaO 40-65％、BaF₂16-35％、MnO 7-12％、CaO5-10％、Al₂O₃2-10％，余为杂质及粘结剂。

3、根据权利要求1所述钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂，按重量百分比该精炼剂含有：BaO 42-60％、BaF₂18-30％、MnO 8-12％、CaO5-9％、Al₂O₃4-10％，余为杂质及粘结剂。