CN101381795A - 一种rh真空处理精炼渣及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种RH真空处理精炼渣及其制备方法，属于真空精炼技术领域。该精炼渣组成成份的重量百分比为：CaO 30％－48％，Al2O3 21％－36％，Al12％－22％，Fe 2％－ 22％，CaF2 2％－5％，SiO2 0－4％，MgO 2％－5％，C≤ 0.05％，其余为不可避免的杂质。优点在于，原料来源广泛、制备简单、钢水深脱硫、深脱氧性能优良、杂质含量低等特点，能够满足电工钢系列低碳钢和优质超低碳钢的RH真空处理用精炼渣的技术要求。
Description
技术领域
本发明属于真空精炼技术领域，特别是涉及一种RH真空处理精炼渣及其制备方法，是一种钢水RH真空处理用脱氧、脱硫精炼剂及其制备方法。
技术背景
由于高真空、大抽气量蒸汽喷射泵的问世，大规模的真空获得技术得到了发展。1958年德国莱茵钢公司和海拉斯公司合作开发了真空循环脱气法(RH法)，解决了钢中深度脱氢、脱氧等问题，使精炼工艺得到了一次大突破。为了提高钢材质量和扩大品种，在上世纪60-70年代RH装置得到了迅速发展，并随着RH工艺设备技术的不断完善，RH装置向大抽气量、大循环量、多功能(如吹氧、加热、喷粉功能)的方向发展，以缩短钢液处理时间，提高处理能力，增加处理功能。为了满足不断提高的钢水质量要求，对RH精炼渣的要求也不断提高，例如，中国专利200510023269.2公开了超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法。该专利针对常规机械混合渣和部分预熔混合渣存在碳含量不明确的问题，确定其预熔渣的成份为(重量百分比％)：CaO48-56，Al2O3 33-43，MgO 0.2-5.0，SiO2 2.5-6.0，TiO2≤1.9，C≤0.05，其余为杂质，针对部分预熔混合渣中石灰简单混合存在的精炼过程熔化时间长、石灰易受潮和易使钢水增氢的问题，制定了将优质石灰直接预熔，到精炼渣内生产铝酸钙的制备方法。该专利通过预熔生成的低熔点(1320℃)铝酸钙达到了成渣速度快和提高脱硫效率的效果，通过控制C≤0.05满足了超低碳钢(C≤50ppm)的RH真空处理的深脱硫要求，但是该精炼渣的不足之处是由于没有活泼金属尚不具备钢水脱氧的功能。中国专利200610020000.3公开了真空精炼剂及其制备方法，针对无取向硅钢、取向硅钢等低碳钢生产过程中钢水中夹杂物含量高、钢渣氧化性强、钢渣性能不稳定的特点，以及常规的钢水脱氧、脱硫、减少夹杂和夹杂物改性等手段不能顺利满足无取向硅钢、取向硅钢等低碳钢钢水RH真空精炼处理要求的问题，制定了RH真空精炼剂的成份(重量百分比％)为：CaO 32-45，Al2O3 25-36，Al 15-25，CaF2 0-8，SiO2 0-8，全C 0-0.18，其余为杂质，其制备方法是首先选用含Al2O3 87-90％的铝矾土和含CaCO3 95-99％石灰石在窑池中进行1000-1600℃预熔后得到低碳预熔物铝酸钙；然后将金属铝以及萤石加到上述铝酸钙中均匀混合，再在500-200Mpa压力下加压制得真空精炼剂。由上述专利可见，低碳预熔物铝酸钙的加入起到了钢水脱硫的作用，金属铝的加入具有钢水脱氧的效果。本专利缺点是其中萤石虽能够降低精炼剂熔点，起到快速成渣的作用，但同时也增强了熔渣对设备工作衬耐火材料的的侵蚀。更主要的是混合精炼剂中的SiO2，加剧了对RH真空处理装置上镁铬耐火砖的侵蚀。尤其是在无取向硅钢、取向硅钢的RH真空处理过程中，钢水中硅的氧化形成的SiO2，更加进一步促进了这种侵蚀，严重制约了处理装置的使用寿命。此外，该渣中较大的全碳含量范围，也不利于RH真空处理的钢水净化操作。预熔物与金属铝以及萤石的简单机械混合后的压制工艺，不利于各种原料的均匀混合，易导致成份偏析；由于压制精炼剂密度小，不利于金属铝与钢水的接触脱氧，降低了金属铝的利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种RH真空处理精炼渣及其制备方法，克服了上述精炼渣中种种缺点，实现了便于储存运输、硅含量低的能满足低碳电工钢深度脱氧、脱硫精炼要求、对RH真空处理设备耐火材料镁铬砖侵蚀低。
本发明RH真空处理精炼渣，其成份(重量百分比％)为：CaO 30-48，Al2O3 21-36，Al 12-22，Fe 2-22，CaF2 2-5，SiO2 0-4，MgO 2-5，C≤0.05，其余为杂质。
上述RH真空处理精炼渣由预熔料和铝铁合金或金属铝混合制得。其制备方法如下：
1)按每生产100Kg预熔料，投入原料特级高铝矾土熟料(熟料中Al2O3重量百分比含量≥88％)22-37Kg、优质石灰石(CaO重量百分比含量≥50％)50-70Kg、优质白云石(MgO重量百分比含量≥19％)10-20Kg和萤石(CaF2重量百分比含量≥85％)2.5-5Kg，进行预熔；
2)预熔采用电炉电熔的方法，预熔温度1200-1500℃，保温2-3小时；
3)预熔料预熔好之后，采取水淬冷，破碎加工，粒度尺寸为5-35mm；
4)取样检验，化验CaO，Al2O3，MgO，CaF2，SiO2，C的具体含量，作为下一步混合配置生产精炼渣的依据；
5)精炼渣的混合配置，按照精炼渣中CaO，Al2O3，、Al、Fe、CaF2、SiO2、MgO、C的重量百分比含量要求进行配料混合。预熔料60-85％与合适粒度(粒度尺寸为5-35mm)的铝铁合金(Al重量百分比含量≥40％)25-40％或者金属铝15-25％混合制得RH真空处理精炼渣。
本发明通过多种原料的混合预熔，形成了以低熔点C12A7铝酸钙为主要成份的脱硫预熔料，促进了精炼渣的成渣速度，提高了钢水的提高脱硫效率；通过预熔料混合料中萤石的加入，提高了混合料的熔化速度与预熔生产效率，降低了预熔料的生产电耗；通过预熔料中MgO的引入，降低了精炼渣对RH真空处理设备耐火材料镁铬砖的侵蚀，达到延长设备使用寿命的目的；通过各种原料成分要求的控制，控制了精炼渣中杂质含量与碳含量，满足了低碳钢RH真空处理的精炼要求。精炼渣中选用较大密度的铝铁合金或者金属铝，增大了金属铝与钢水的接触脱氧反应几率，提高了钢水脱氧效果与金属铝收得率；采取预熔料与铝铁合金或金属铝粒的简单混合，大幅度简化了精炼渣的制备工艺。粒度尺寸为5-35mm的精炼渣便于通过RH真空处理装置的料仓加入，操作方便易行。由此可见，本发明的RH真空处理精炼渣及其制备方法具有原料来源广泛、制备简单、钢水深脱硫、深脱氧性能优良、杂质含量低等特点，能够满足电工钢系列低碳钢和优质超低碳钢的RH真空处理用精炼渣的技术要求。
上述的已有专利及本申请专利的成份对比见下表：
| CaO | Al2O3 | Al | Fe | CaF2 | SiO2 | MgO | TiO2 | C |
| 专利1 | 48-56 | 33-43 | 2.5-6.0 | 0.2-5.0 | ≤1.9 | ≤0.05 | |||
| 专利2 | 32-45 | 25-36 | 15-25 | 0-8 | 0-8 | 0-0.18 | |||
| 本申请 | 30-48 | 12-36 | 12-22 | 2-22 | 2-5 | 0-4 | 2-5 | ≤0.05 |
具体实施方式
实施例1：RH真空处理精炼渣，其成份(重量百分比％)为：：CaO 31，Al2O3 29.5，Al 12，Fe 16.5，CaF2 3.5，SiO2 4，MgO 3，C≤0.05，其余为杂质。其制备方法是：采用的预熔料原料有特级高铝矾土熟料(熟料中Al2O3重量百分比含量89％)、优质石灰石(CaO重量百分比含量51％)、优质白云石(MgO重量百分比含量19.5％)和萤石(CaF2重量百分比含量88％)，通过配料混合，采用电炉电熔的方法进行预熔，预熔水淬冷却后，破碎到粒度尺寸为5-35mm。再与合粒度尺寸为5-35mm的铝铁合金(Al重量百分比含量42.1％)混合制得。
实施例2：RH真空处理精炼渣，其成份(重量百分比％)为：：CaO 39，Al2O3 24，Al 13，Fe 16，CaF2 2.5，SiO2 2.5，MgO 2.5，C≤0.05，其余为杂质。其制备方法是与实施例1相同，不同之处为铝铁合金的Al重量百分比含量44.8％。
实施例3：RH真空处理精炼渣，其成份(重量百分比％)为：：CaO 34，Al2O3 21，Al 17，Fe 21，CaF2 2.5，SiO2 2.5，MgO 2，C≤0.05，其余为杂质。其制备方法是与实施例1相同，不同之处为铝铁合金的Al重量百分比含量44.7％。
实施例4：RH真空处理精炼渣，其成份(重量百分比％)为：：CaO 31，Al2O3 21，Al 15，Fe 20，CaF2 4.5，SiO2 6，MgO 2，C≤0.05，其余为杂质。其制备方法是与实施例1相同，不同之处为铝铁合金的Al重量百分比含量42.9％。
实施例5：RH真空处理精炼渣，其成份(重量百分比％)为：：CaO 39.5，Al2O3 30，Al 18，CaF2 4，SiO2 4，MgO 4，C≤0.05，其余为杂质。其制备方法是与实施例1相同，不同之处为铝铁合金由金属铝粒代替。
Claims (6)
1、一种RH真空处理精炼渣，其特征在于，该精炼渣组成成份的重量百分比为：CaO 30％-48％，Al2O3 21％-36％，Al 12％-22％，Fe 2％-22％，CaF2 2％-5％，SiO2 0-4％，MgO2％-5％，C≤0.05％，其余为不可避免的杂质。
2、一种制备权利要求1所述的RH真空处理精炼渣的制备方法，其特征在于，该RH真空处理精炼渣由预熔料和铝铁合金或金属铝混合制得；制备步骤如下：
(1)按每生产100Kg预熔料，投入原料特级高铝矾土熟料22-37Kg、石灰石50-70Kg、白云石10-20Kg和萤石2.5-5Kg，进行预熔；
(2)预熔采用电炉电熔的方法，预熔温度1200-1500℃，保温2-3小时；
(3)预熔料预熔好之后，采取水淬冷，破碎加工，粒度尺寸为5-35mm；
(4)取样检验，化验CaO，Al2O3，MgO，CaF2，SiO2，C的具体含量，作为下一步混合配置生产精炼渣的依据；
(5)精炼渣的混合配置，按照精炼渣中CaO，Al2O3，、Al、Fe、CaF2、SiO2、MgO、C的重量百分比含量要求进行配料混合。预熔料60-85％与合适粒度的铝铁合金25-40％或者金属铝15-25％混合制得RH真空处理精炼渣；所述铝铁合金的粒度尺寸为5-35mm，Al重量百分比含量≥40％。
3、按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特级高铝矾土熟料是指熟料中Al2O3重量百分比含量≥88％的高铝矾土熟料。
4、按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述石灰石是指CaO重量百分比含量≥50％的石灰石。
5、按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述白云石是指MgO重量百分比含量≥19％的白云石。
6、按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述萤石中CaF2重量百分比含量≥85％。
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