CN101497934B - 用于转炉炼钢的发热直上渣洗料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于转炉炼钢的渣洗料及其制备方法和使用方法。用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：CaO 20％～50％、Al₂O₃15～45％、金属铝2～15％、脱硫剂3～8％、润滑剂3～8％、发热剂1～8％、SiO₂≤10％、S≤0.5％。本发明另外还公开了上述渣洗料的制备方法和使用方法。本发明具有缩短精炼时间，降低精炼成本；熔融后粘度小，起到保护包衬的作用；脱氧脱硫反应快；去除夹杂物，增加钢水流动性的特点。

Description

用于转炉炼钢的发热直上渣洗料及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及用于转炉炼钢的渣洗料及其制备方法和使用方法。

背景技术

传统的炼钢技术是将转炉冶炼的品种钢冶炼完毕后，再转入精炼炉进行第二次精炼。其精炼目的是为了去除钢水中的夹杂物。其二次精炼的费用包括：人力、电耗、材料的消耗及精炼的时间损耗。

发明内容

为了解决增加二次精炼存在技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，采用上述的技术可以不需要二次精炼，缩短精炼时间，降低精炼成本。本发明的另外一个目的是提供上述的渣洗料的制备方法。本发明的第三个目的是提供上述的渣洗料的使用方法。

为了实现上述的第一个技术目的，本发明采用了以下的技术方案：

用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：

CaO  20％～50％   A1₂O₃  15～45％  金属铝  2～15％

脱硫剂 3～8％  润滑剂 3～8％  发热剂1～8％

SiO₂≤10％  S≤0.5％。

作为优选，按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：

CaO  35％～50％  Al₂O₃  25～45％  金属铝5～15％

脱硫剂3～5％  润滑剂6～8％  发热剂3～5％

SiO₂≤8％  S≤0.4％。

作为优选，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料的煅烧产物。作为优选，所述的脱硫剂选用金属镁。作为优选，所述的润滑剂选用萤石。作为优选，所述的发热剂选用蜡石或炭。

为了实现上述的第二个技术目的，本发明用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的制备方法，该方法包括以下的步骤：

①铝酸钙主渣系的制备，将石灰石和矾土料粉碎，进窑高温煅烧，温度为1200～1800℃，保温12～36小时，然后冷却出窑，破碎；

②将上述指标得到的铝酸钙主渣系与配方量的金属铝、脱硫剂、润滑剂和发热剂混合，即得所述的发热直上渣洗料。

作为优选，所述的石灰石和矾土料高温煅烧温度为1600℃，煅烧时间为24小时。作为优选，所述的石灰石和矾土料粉碎的粒度为120目～150目。

为了实现上述的第三个技术目的，本发明用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的使用方法，该方法如下：在出钢的过程中，直接将所述的发热直上渣洗料加入钢包底部，边出钢，边吹氩搅拌，时间为4-6分钟，即可直接上连铸进行浇坯成材。作为优选，所述的发热直上渣洗料加入量为每吨加入4～6kg。

本发明由于采用了上述的技术方案，具有以下的特点：

1、缩短精炼时间，降低精炼成本。本产品成渣速度快，可满足生产节奏和直上连铸的需要。

2、熔融后粘度小，熔渣随钢包渣自然滑下，使渣中的Al₂O₃成分和其它渣份同时烧结，起到保护包衬的作用。

3、脱氧脱硫反应快，在钢包中有良好的流动性，放取钢水的同时达到钢水与渣之间分离的目的。

①脱氧：本发明对钢水流入钢的钢渣进行脱氧改质，降低渣中的FeO、MgO含量，降低钢渣氧化性，根据钢种的要求及加入发热一直上渣洗料的剂量不同，可使渣中(FeO+MgO)≤1～2％，同时由于金属铝的还原性对钢液中的(O₂)也进行脱氧，并改善了氧在钢渣间的化学平衡。

②脱硫：铝酸钙渣有较高的硫含量，在钢水出钢温度下，该产品的强还原性及充足的CaO量，满足脱硫反应的热力学条件。该产品能使多组元渣的熔点降低，也满足了脱硫反应的热力学条件，因此具有较强的脱硫能力。

4、去除夹杂物，增加钢水流动性：以铝酸钙为主的渣系，由于在高温下的粘度及表面张力，容易吸附钢中的氧化物，随着底部氩气的搅拌，钢中的夹杂物被吸附并上浮，随出钢温度的烧结情况下，形成块状或球状均匀浮于钢水表面，减少连铸过程中的热量损失。本产品由于加入了预熔性的Al2O3，增加了渣的流动性.使用时，本产品无大的火焰和烟产生，安全性及环保性显著。

综上所述，本发明的渣洗料是具有一定物理和化学性的冶金材料，如合适的熔化温度、熔化速度、流动性、表面张力、硫含量等，同时是经过预熔的，颗粒状的或粉剂。可以降低钢中的杂质及有害元素含量，同时对环境和人类不造成侵害，因此可以综合提高钢的质量，改善钢的性能，提高钢的成材率。

具体实施方式

实施例1

用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：

CaO 40％  Al₂O₃  32.6％  金属铝10％

金属镁3.6％  萤石  5.4％  石蜡3.8％

SiO₂≤5％  S≤0.4％，上述的渣洗料总重量为100％，余量为不可避免的杂质。

上述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的制备方法，包括以下的步骤：

①铝酸钙主渣系的制备，将石灰石和矾土料粉碎，石灰石和矾土料粉碎的粒度为120目～150目。进窑高温煅烧，温度为1600℃，保温24小时，然后冷却出窑，破碎；

②将上述指标得到的铝酸钙主渣系与配方量的脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂混合，即得所述的发热直上渣洗料。

经检测，上述的渣洗料熔点≤1350℃，比重(1500℃)≤0.028kg/cm³，熔化速度≤50S，粘度(1500℃)≤1Pa.S。

上述渣洗料1600℃的出钢温度中，它能迅速分解，并在吹氩搅拌中形成小粒状分子。其在钢液中的吸附力非常强，因此能与其它非金属夹杂物形成块状和球状浮于钢液表层，随后形成钢渣，使转炉渣变为了精炼渣。从而起到了净化钢水的作用。

上述的渣洗料使用方法如下：在出钢的过程中，直接将适量产品加入钢包底部。边出钢，边吹氩搅拌，时间为4-6分钟，即可直接上连铸进行浇坯成材，无须再转入精炼炉中精炼。其各项指标均能达到精炼效果。从而大大降低了精炼过程中的各项损耗。

实施例2

用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：

CaO 42％  Al₂O₃  28％  金属铝  10％

金属镁4.2％  萤石  3.6％  石蜡5.2％

SiO₂≤8％  S≤0.4％，上述的渣洗料总重量为100％，余量为不可避免的杂质。

上述的实施例的制备方法和使用方法如实施例1所述。

实施例3

用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：

CaO  30％  Al₂O₃  42％  金属铝4％

金属镁  6.2％  萤石  4.2％  石蜡2.4％

SiO₂≤5％S≤0.4％，上述的渣洗料总重量为100％，余量为不可避免的杂质。

上述的实施例的制备方法和使用方法如实施例1所述。

试验例

1、渣洗工艺后钢包渣分析。

(1)直上钢水渣洗工艺后钢包渣分析

表1

从现场观察，钢包渣流动性好，经过约八分钟的弱吹氦渣子不结壳，说明钢包渣熔点适宜。渣中(MnO+TFe)最大为1.9％最小为0.4％，平均1.2％，说明渣洗料脱氧能力强。经渣洗工艺后形成了低熔点、低氧化性的钢包渣为吸附钢水中的脱氧产物创造了比较好的条件。

(2)精炼钢水经渣洗工艺后进站渣样

表2

进站MnO+TFe含量最大3.54％，最小1.11％，平均2.02％。进站碱度最大3.9，最小1.9，2.7。说明精炼渣洗料脱氧能力强，渣子改性好，在出钢过程中加入该渣洗料后就可以形成低氧化性基础渣，为后续LF炉精炼创造了较好的条件。

(3)精炼钢水经渣洗工艺出站渣样

表3

出站渣料中MnO+TFe含量最大0.47％，最小0.04％，平均为0.34％。出站渣料中碱度最大4.6，最小3.5，平均4.0。现场观察钢包渣料流动性好。由表3可知，渣中MnO+TFe含量低，碱度较高，具备较好的还原精炼能力。

3、渣洗工艺对钢水温度影响精炼钢水不存在温度影响，

这里探讨的是直上钢水。由于直上钢水没有热量补充，加入后的渣洗料势必会对钢水温度带来不利影响。因此渣洗料中要配以一定量的发热材料以平衡热量。未经渣洗工艺出钢温降情况

表4

说明：折算温度＝终点温度+补吹时间*1℃

喂丝后出钢温降＝折算温度-喂丝后小平台温度

经渣洗工艺出钢温降情况

表5

由表4和表5可知，加渣洗料的平均温降为94.4℃，未加渣洗料的平均温降为93.0℃。可见，加渣洗料对温降影响极小，可忽略不计。

4、直上45#钢渣洗后钢液中氧活度数据

表6

炉号	32-947	32-948	32-949	32-950	32-951	32-952	32-953	32-954	33-1012	33-1014	33-1015	33-1017
													氧活度	12	25	30	27	25	11	9	6	19	9	17	15

由表6可知，钢水平均氧活度为17.1PPm，说明经渣洗工艺处理后的钢水可以有效的降低自由氧。

5、脱硫

精炼钢水经渣洗处理后不仅有了良好的基础渣，而且进一步提高脱硫效率。

未渣洗的脱硫情况

表7

月份	进站平均硫含量(*10-5)	出站平均硫含量(*10-5)	脱硫率(％)
				4	27.6	12.9	53.3
5	27.5	11.6	57.8
				6	24.1	9.5	60.6
7	27	10.7	60.4

渣洗后的脱硫情况

表8

月份	进站平均硫含量(*10-5)	出站平均硫含量(*10-5)	脱硫率(％)
				9	29.7	8.1	72.7
10	29.1	7.1	75.6
				11	29.3	5.6	80.9
12	29.9	6.8	77.3

由表7和表8比较可知，渣洗与未渣洗的脱硫情况大不一样，可以提高20％。

结论

1、加入渣洗料后，包内渣子流动性好，虽经8分钟弱吹氧，渣子从不结壳，说明渣洗料熔点适宜。渣中MnO+TFe平均为1.2％，说明渣洗料脱氧能力强。经渣洗工艺后，形成了低熔点、低氧化性的钢包渣为吸附钢水中的夹杂物包括脱氧产物创造了比较好的条件。精炼钢水经渣洗工艺后Mno+TFe平均为2.02％，R平均为2.7。说明精炼渣洗料脱氧能力强，渣子改性好，使其脱硫率比未经渣洗的整体提高20％左右。

2、由于渣洗料中配入发热材料，平衡了渣洗料加入的吸热，无须提高出钢温度，无需担心后吹带来的一系列问题。

3、经渣洗工艺后钢水氧活度最高为30PPm，最低为6PPm，平均为17.1PPm，有效降低了钢水中的自由氧。

4、经渣洗工艺后铸坯中全氧含量比未经渣洗的降低25.58％。

5、渣洗的最终目的是有效去除夹杂物包括脱氧产物。经电解分析，经渣洗工艺的铸坯中夹杂物总量比未经渣洗的减少了47.0％。

6、渣洗工艺具有相当的经济效果，尤其与精炼钢水成本相比较。

7、渣洗工艺的效果不能等同于精炼炉，但它确实有去除夹杂净化钢液的作用，只要钢种定位得好，它可以代替精炼炉而采用渣洗工艺同样满足产品质量要求。

8、对没有精炼设备或精炼能力不足的转炉钢厂，采用渣洗工艺不失是个有效途径，具有相当的推广意义。

Claims (4)

1.用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于该渣洗料由铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂组成，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：

CaO  20％～50％    Al₂O₃  15～45％    金属铝  2～15％

脱硫剂  3～8％     润滑剂  3～8％     发热剂  1～8％

SiO₂≤10％         S≤0.5％；

所述的发热剂采用石蜡；所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料的煅烧产物；所述的脱硫剂选用金属镁；所述的润滑剂选用萤石。

2.根据权利要求1所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：

CaO  35％～50％    Al₂O₃  25～45％    金属铝  5～15％

脱硫剂  3～5％     润滑剂  6～8％     发热剂  3～5％

SiO₂≤8％          S≤0.4％。

3.根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的使用方法，其特征在于：在出钢的过程中，直接将所述的发热直上渣洗料加入钢包底部，边出钢，边吹氩搅拌，时间为4-6分钟，即可直接上连铸进行浇坯成材。

4.根据权利要求3所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的使用方法，其特征在于：所述的发热直上渣洗料加入量为每吨加入4～6kg。