CN101319264A - 用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的熔剂添加剂及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微合金钢、高碳钢以及特殊钢生产超低磷钢中磷的控制方法，特别是一种用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的熔剂添加剂及其制法。其所述的熔剂添加剂由原料按配方配比，分别取脱磷熔剂、氟化钙、碳酸钙或碳酸镁或碳酸钙和碳酸镁的混合物、氧化钙或氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物和粘结剂经混料、烘干制备而成。本发明具有配方科学工艺简单合理，并经应用证明可实现钢水快速精炼脱磷至磷含量低于0.0030％，且效率高、稳定、时间短。弥补了常规转炉冶炼难以达到钢中磷含量小于0.01％的不足，可满足不同钢水对磷含量的要求。大大提高了精炼钢的质量，降低冶炼成本。

Description

用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的熔剂添加剂及其制法

技术领域

本发明涉及一种微合金钢、高碳钢以及特殊钢生产超低磷钢中磷的控制方法，特别是一种用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的熔剂添加剂及其制法，本发明属于冶金技术领域。

背景技术

众所周知，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冶金质量要求不断提高，尤其对钢中的磷含量不断提出更高要求。一些低温用钢、海洋用钢、抗氢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％。为此，目前钢厂大多采用“双渣法”即在转炉冶炼中采用两次造渣或“双联法”即采取一座转炉将铁水冶炼一半时间后倒入到另一座转炉中继续进行冶炼的方法，这两种方法的不足在于工艺复杂，冶炼时间长，转炉生产率不能得到充分发挥；还有一种方式是对铁水预先进行“三脱”即脱硅、脱硫、脱磷，如日本的钢铁企业，其不足是需用设备多，投资大、工序复杂、热损大、且由于“三脱”后的铁水温度低，使转炉冶炼时加入的废钢量大大减少。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，所以亟待研究辅助以炉外精炼来脱磷的方法，从而实现生产超低磷钢。

发明内容

本发明是针对上述现有技术中存在的问题提出的，其目的是提供一种能稳定控制钢液中磷含量在0.0030％以下，效果明显、稳定、确保和提高精炼钢的质量，降低冶炼成本的用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的熔剂添加剂及其制法。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：用于钢水炉外脱磷生产超低磷钢的熔剂添加剂是由下述原料按重量百分比制备而成：

脱磷熔剂                                  1～70％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物    1～60％

氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物    10～98％

氟化钙                                    0～40％

粘结剂                                    0～20％

所述的熔剂添加剂是由下述原料按重量百分比制备而成：

脱磷熔剂                                  5～65％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物    2～55％

氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物    15～85％

氟化钙                                    2～35％

粘结剂                                    0～20％

所述的熔剂添加剂是由下述原料按重量百分比制备而成：

脱磷熔剂                                  10～35％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物    10～45％

氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物    30～70％

氟化钙                                    5～30％

粘结剂                                    5～15％

所述的脱磷熔剂由如下原料按重量百分比经制备而成：CaO 20～80％、FeO10～50％、CaF₂0～40％。

所述原料的粒度在1nm～3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度≥200ml。

所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。

制备所述熔剂添加剂的方法，包括以下步骤：

(a)、投料、混料

按配方配比分别取粒度为1nm～3.5mm的脱磷熔剂；氟化钙；碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物；氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物和粘合剂入混料器中进行充分混合，混料时间1h～8h；

(b)、烘干处理

将充分混合的上述原料在80℃～200℃烘干设备中进行烘干，时间为2h～24h，即为成品熔剂添加剂。

本发明与现有技术相比，由于配方科学合理，并经应用证明，本发明的熔剂添加剂具有脱磷效率高、稳定、时间短，可实现钢水快速精炼脱磷至磷含量低于0.0030％；同时，制备工艺简单、灵活、方便，利于应用。弥补了采用常规的转炉冶炼难以达到钢中磷含量小于0.01％的不足，可以满足不同钢水对磷含量的要求，提高精炼钢的质量、降低冶炼成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1

按配方配比取CaO 50kg、FeO 30kg、CaF₂ 20kg放入混料器中进行均匀混料、破碎、碾压及气流微粉磨研磨制备脱磷熔剂备用；再按配方配比分别取其粒径为1nm～3.5mm的脱磷熔剂粉35kg、氟化钙粉5kg、氧化钙粉55kg、碳酸钙5kg入立式混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化钙的活度≥200ml；制备好的粉料入80～200℃烘干设备进行烘干10h～22h即为成品熔剂添加剂，待冷却至室温后进行防潮密封包装500kg/袋，并在10天内使用。

实施例2

按配方配比取CaO 20kg、FeO50kg、CaF₂30kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1；再按配方配比分别取其粒径为1nm～3.5mm的制备好的脱磷熔剂1kg、氧化镁98kg、碳酸镁1kg入立式混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化镁的活度≥200ml；制备好的粉料入100～150℃烘干设备进行烘干10h～22h即为成品熔剂添加剂，其它同实施例1。

实施例3

按配方配比取CaO80kg、FeO10kg、CaF₂10kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1；再按配方配比分别取其粒径为1nm～3.5mm的制备好的脱磷熔剂45kg、碳酸钙与碳酸镁的混合物30kg(两者的配比不严格要求)、按1∶2配比取氧化钙与氧化镁的混合物10kg、膨润土15kg入立式混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度≥200ml；制备好的粉料入70～180℃烘干设备进行烘干10h～20h即为成品熔剂添加剂，其它同实施例1。

实施例4

按配方配比取CaO 60kg、FeO20kg、CaF₂20kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1；再按配方配比分别取其粒径为1nm～3.5mm的制备好的脱磷熔剂60kg、氟化钙10kg、碳酸钙1kg、氧化镁25kg、粘土4kg入立式混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化镁的活度≥200ml；制备好的粉料入90～160℃烘干设备进行烘干10h～20h即为成品熔剂添加剂，其它同实施例1。

实施例5

按配方配比取CaO35kg、FeO45kg、CaF₂20kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1；再按配方配比分别取其粒径为1nm～3.5mm的制备好的脱磷熔剂3kg、氟化钙2kg、碳酸钙10kg、氧化钙与氧化镁的混合物85kg(两者的配比不严格要求)入立式混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度≥200ml；制备好的粉料入80～180℃烘干设备进行烘干10h～16h即为成品熔剂添加剂，其它同实施例1。

实施例6

按配方配比取CaO50kg、FeO40kg、CaF₂10kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1；再按配方配比分别取其粒径为1nm～3.5mm的制备好的脱磷熔剂12kg、氟化钙18kg、碳酸镁45kg、氧化钙15kg、粘土6kg、水玻璃4kg入立式混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化钙的活度≥200ml；制备好的粉料入90～170℃烘干设备进行烘干10h～20h即为成品熔剂添加剂，其它同实施例1。

实施例7

按配方配比取CaO70kg、FeO30kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1；再按配方配比分别取其粒径为1nm～3.5mm的制备好的脱磷熔剂12kg、氟化钙18kg、碳酸镁45kg、氧化镁15kg、普通水泥6kg、水玻璃4kg入立式混料器中进行均匀混料1～8h，其中所述氧化镁的活度≥200ml；制备好的粉料入100～150℃烘干设备进行烘干10h～17h即为成品熔剂添加剂，其它同实施例1。

应用实施例：

转炉出钢温度在1550℃～1660℃，出钢时磷控制在0.02％以下；出钢采用挡渣塞挡渣处理、未脱氧；转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为5～20kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～300Nl/min，吹氩时间为0.1～10min；吹氩结束后，采用喷粉工艺将所述的熔剂添加剂喷入钢液中，输送气体为Ar和CO₂两种的混合气体中的任意一种或二者的混合气体，输送气压控制在0.01～1.5MPa，熔剂添加剂的输送量在0.01～3kg/s喷粉后静止0.1～5min，再进行吹氩搅拌，氩气的流量为50～280Nl/min，弱吹氩时间为0.1～5min；吹氩搅拌结束后，先采用真空吸渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.1～1.5kg/t，在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580～1620℃；脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留1～2吨。

采用本发明用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的应用方法进行了冶炼试验，根据出钢终点磷含量的不同，脱磷量不同，脱磷率在60％以上；钢液中磷含量在0.0030％以下，结果见表1。

表1

	出钢终点磷含量(wt.％)	脱磷后磷含量(wt％)	脱磷率(％)
				实施例1	0.020	0.0030	85.00
实施例2	0.015	0.0027	82.00
				实施例3	0.010	0.0023	77.00

Claims (8)

1、用于钢水炉外脱磷生产超低磷钢的熔剂添加剂，其特征在于由如下原料按重量百分比经制备而成：

脱磷熔剂                                  1～70％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物    1～60％

氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物    10～98％

氟化钙                                    0～40％

粘结剂                                    0～20％。

2、根据权利要求1所述的熔剂添加剂，其特征在于由如下原料按重量百分比经制备而成：

脱磷熔剂                                  5～65％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物    2～55％

氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物    15～85％

氟化钙                                    2～35％

粘结剂                                    0～20％。

3、根据权利要求1所述的熔剂添加剂，其特征在于由如下原料按重量百分比经制备而成：

脱磷熔剂                                  10～35％

碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物    10～45％

氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物    30～70％

氟化钙                                    5～30％

粘结剂                                    5～15％。

4、根据权利要求1、2或3所述的熔剂添加剂，其特征在于所述的脱磷熔剂由如下原料按重量百分比经制备而成：

CaO        20～80％

FeO        10～50％

CaF₂       0～40％。

5、根据权利要求1、2或3所述的熔剂添加剂，其特征在于所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。

6、根据权利要求1、2或3所述的熔剂添加剂，其特征在于所述原料的粒度在1nm～3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度≥200ml。

7、制备权利要求1所述熔剂添加剂的工艺方法，包括以下步骤：

(a)、投料、混料

按配方配比取其粒度为1nm～3.5mm的脱磷熔剂；氟化钙；碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物；氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物和粘合剂入混料器中进行混料，混料时间1h～8h；

(b)、烘干处理

将充分混合的上述原料在80℃～200℃烘干设备中进行烘干，时间为2h～24h，即为成品熔剂添加剂。

8、根据权利要求7所述的工艺方法，其特征在于所述的氧化钙、氧化镁的活度≥200ml。