CN101104877A - 钢水用脱磷熔剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产低磷、超低磷钢的炉外脱磷处理钢水用脱磷熔剂，本发明的钢水炉外脱磷用脱磷熔剂，其组成为(重量百分比)：石灰60～75％、萤石10～25％和铁氧化物0～20％。本发明的钢水炉外脱磷用脱磷熔剂，容磷能力强、脱磷效率高、脱磷效果稳定，且脱磷熔剂原料来源广泛，可以方便获取。采用该脱磷熔剂，在出钢过程中冲混脱磷，可以灵活的生产磷含量小于0.01％、0.005％或者0.002％的低磷、超低磷钢。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业中钢水脱磷用脱磷熔剂，尤其是用于生产低磷、超低磷钢的脱磷熔剂。
背景技术
磷在钢中通常作为有害元素来加以控制，因为磷在钢中的偏析比较严重，使钢韧性变坏，产生“冷脆”现象，尤其在低温条件下，更容易发生“冷脆”，磷的偏析还会造成钢的各向异性、降低焊接性能、引起不锈钢的腐蚀疲劳。随着科学技术的迅猛发展，高级优质钢对钢材的质量要求不断提高，尤其对钢中的硫、磷含量不断提出更高要求。一些低温用钢，海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚钢板要求钢中磷含量小于0.01％甚至0.005％；为了防止奥氏体不锈钢产生应力腐蚀裂纹，要求钢中磷小于0.005％。因此，为了生产这些低磷、超低磷钢，常规的转炉冶炼已不能满足这些钢种对磷的要求，所以常常要辅助以炉外精炼来脱磷。
脱磷精炼处理分为入转炉前的铁水预处理脱磷和转炉出钢后的钢水脱磷。无论是铁水脱磷还是钢水脱磷，其脱磷熔剂的基本组成是相同的，脱磷熔剂中应用最广泛的是石灰基脱磷熔剂，其由三部分组成：石灰作为固定剂，氧化铁皮、铁矿石等作为氧化剂，萤石等作为促进剂组成。
热力学上，铁水温度比钢水温度低，更有利于脱磷，而且在碳饱和的铁水中磷的活度系数较大，因此铁水状态下脱磷比钢水容易，冶金工作者对铁水脱磷用脱磷熔剂进行了大量的研究，得到了许多配比组成的铁水脱磷熔剂，总的来看，这些脱磷熔剂的大致配比为：石灰25～35％、铁氧化物40～60％，其余为萤石等促进剂。由于钢水成分和温度与铁水的差异，这些铁水脱磷熔剂用于钢水脱磷时，脱磷效率较低，不适合应用于钢水脱磷，这主要是与脱磷熔剂的配比有关：(1)铁水脱磷熔剂中铁氧化物含量较高，而出钢钢水中硅为痕迹量，磷也往往小于0.02％，氧化磷所需要的氧量较少，因此不需要脱磷熔剂中含有那么高的铁氧化物含量；(2)铁水脱磷熔剂中石灰含量较少，钢水中磷含量较低，要使磷从钢水转移到熔渣中并稳定存在于熔渣中，需要熔渣具有较强的固磷能力，这种石灰含量较低的铁水脱磷熔剂的固磷能力较弱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱磷能力和固磷能力较强的石灰基钢水用脱磷熔剂，根据出钢终点磷含量的不同，使用这种脱磷熔剂可以使钢中磷含量达到小于0.01％、0.005％，最低达0.002％，可以稳定生产低磷、超低磷钢。
为了满足钢水脱磷需要，本发明的石灰基钢水用脱磷熔剂的组成按重量百分比为：
石灰 60～75％
萤石 10～25％
铁氧化物 0～20％
上述脱磷熔剂：石灰中CaO含量≥85％；萤石中CaF2含量≥50％；铁氧化物采用氧化铁皮。
钢水脱磷具有(1)钢水温度高，迅速形成流动性良好的高碱度渣；(2)钢水中硅、碳都很低，不存在与磷竞争氧化的问题；(3)钢水中氧含量高的优点。但出钢钢水中磷含量较低，往往小于0.02％，脱磷后的钢水是小于0.005％的超低磷钢水，从热力学上来讲，需要脱磷熔渣有很强的吸收和容纳磷的能力，这样从钢液转移到熔渣中的磷才能稳定存在与熔渣中，熔渣吸收磷的能力称为磷容量，因此，钢水脱磷需要较高磷容量的熔渣。
本发明的钢水脱磷熔剂石灰含量高，脱磷后炉渣碱度较高，热力学研究表明，对于本发明的石灰基脱磷熔剂，随熔渣碱度升高，其磷容量增大，即炉渣的容磷能力增强。脱磷后的钢水磷含量很低，往往小于0.005％，高碱度渣不仅有利于脱磷，还可以防止钢液回磷。石灰作为脱磷熔剂的固定剂，以高活性CaO形式存在，高活性CaO快速熔化后，即与渣中P2O5形成3CaO·P2O5或者4CaO·P2O5，可以将磷固定在渣中而防止回磷。
铁氧化物为氧化剂，为钢中磷的氧化提供氧源，同时是石灰熔化的助熔剂，铁氧化物采用氧化铁皮，氧化铁皮可以是轧钢屑。转炉采用未脱氧出钢，钢水中的自由氧也是钢中磷氧化的一个重要氧源。
萤石为助熔剂，降低脱磷熔剂的熔点，提高石灰的熔化速度，利于成渣，CaF2本身也有一定的脱磷能力。
本发明所提供的钢水用脱磷熔剂，其制备方法是：将上述钢水脱磷熔剂的组分破碎成3～20mm颗粒，机械混合均匀，装袋备用。
本发明的有益效果是：
(1)脱磷熔剂容磷能力强，脱磷效率高、脱磷效果稳定；
(2)脱磷熔剂原料石灰、萤石、氧化铁皮来源广泛，可以方便获取。
具体实施方式
为清楚地说明本发明的组成及其实施效果，提供了100公斤感应炉的实施例和实施效果，见表1。在100公斤感应炉内，装入100公斤钢料，在钢水熔化并达到1620℃时，向钢液表面加入2公斤表1中所示的脱磷熔剂，脱磷效果见表1。
表1：100公斤感应炉的实施例和实施效果
| 脱磷熔剂组成％(重量百分比) | 脱磷效果 | |||||
| 石灰 | 萤石 | 铁氧化物 | 处理前磷含量％ | 处理后磷含量％ | 脱磷率，％ | |
| 实施例1 | 65 | 15 | 20 | 0.012 | 0.005 | 58 |
| 实施例2 | 70 | 15 | 15 | 0.013 | 0.003 | 77 |
| 实施例3 | 75 | 15 | 10 | 0.012 | 0.003 | 75 |
| 实施例4 | 75 | 25 | 0 | 0.012 | 0.003 | 75 |
大工业生产的实施例和实施效果，见表2。转炉出钢过程中，按照12公斤/吨钢的加入量，向钢流中加入表2中所示的脱磷熔剂，脱磷效果见表2。
表2：大工业生产的实施例和实施效果
| 脱磷熔剂组成％(重量百分比) | 脱磷效果 | ||||
| 石灰 | 萤石 | 铁氧化物 | 处理前磷含量，％ | 处理后磷含量，％ | 脱磷率，％ |
| 70 | 15 | 15 | 0.017 | 0.006 | 64.7 |
| 70 | 15 | 15 | 0.014 | 0.005 | 64.3 |
| 70 | 15 | 15 | 0.012 | 0.005 | 58.3 |
| 75 | 15 | 10 | 0.008 | 0.003 | 66.7 |
| 75 | 15 | 10 | 0.004 | 0.002 | 50 |
从实施例可以看出，采用本发明的钢水炉外脱磷用脱磷熔剂，容磷能力强、脱磷效率高、脱磷效果稳定，可以经济地生产出不同磷含量的低磷、超低磷钢，为超低磷钢的生产开辟了新的途径，且脱磷熔剂原料来源广泛，可以方便获取。
Claims (4)
1.一种钢水用脱磷熔剂，其特征在于：按重量百分比，其组成是石灰60～75％、萤石10～25％和铁氧化物0～20％。
2.根据权利要求1所述的钢水用脱磷熔剂，其特征在于：所述的石灰中CaO含量≥85％。
3.根据权利要求1所述的钢水用脱磷熔剂，其特征在于：所述的萤石中CaF2含量≥50％。
4.根据权利要求1所述的钢水用脱磷熔剂，其特征在于：所述的铁氧化物采用氧化铁皮。
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| CNA2006101621283A CN101104877A (zh) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | 钢水用脱磷熔剂 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101993980A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-03-30 | 首钢总公司 | 一种极低磷钢冶炼方法 |
| CN104498671A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-08 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种炼钢用冷固结脱磷渣及其制备方法 |
| CN108165704A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-15 | 北京科技大学 | 一种提钒半钢炉外脱磷用脱磷熔剂及其制备方法和应用 |
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2006
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| CN108165704A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-15 | 北京科技大学 | 一种提钒半钢炉外脱磷用脱磷熔剂及其制备方法和应用 |
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