CN101503747A - 用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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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普钢渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系和发热剂，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料在温度为1200～1800℃煅烧的产物，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：CaO30％～60％，Al2O320～45％，金属铝1～15％，发热剂1～8％，SiO2≤10％，S≤0.5％。本发明另外还公开了上述的渣洗料的制备方法和使用方法。本发明能够快速反应，脱氧脱硫的效果更好。节省了一部分的脱氧材料，降低了钢铁企业的生产成本。
Description
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
随着社会经济的发展，用户对钢材的质量要求越来越高，高质量钢对硫、氧及非金属夹杂物的含量要求很严格，如高级别管线钢要求钢中s≤0.005％，齿轮钢要求钢中总氧(T[O])≤0.0015％，而单纯用普通炼钢炉冶炼出来的钢水已难以满足这样的质量要求。
渣洗工艺以去除夹杂净化钢液为目的。在转炉出钢过程中加入特殊配比的、吸附夹杂能力强的渣洗料，利用钢流的冲击力和吹氢的动力搅拌，使之吸附夹杂能力的渣洗料充分与钢液中的夹杂相结合而上浮，从而达到净化钢液的作用。
渣洗工艺在特殊钢厂应用较多，它基本上有二种方式：一是电渣自熔工艺。初炼钢锭作为电板，放在有渣洗料的结晶器内，通电后，钢锭慢慢熔化，不断上浮的夹杂被渣洗料吸附，达到净化钢液的目的。另一种方法是先将渣洗料熔化，通过中注管浇入钢锭模内，然后再浇注钢水，随着钢水的上升，不断上浮的夹杂被渣洗料吸附，从而达到净化钢液的作用。尽管方法不同，但原理是一样的。
发明内容
为了解决普通炼钢炉冶炼出来的钢水存在硫、氧含量较高的技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料，可以有效降低钢水的硫、氧含量。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普钢渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系和发热剂，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料在温度为1200～1800℃煅烧的产物，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO 30％～60％ A12O3 20～45％ 金属铝 1～15％
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 30％～40％ Al2O3 20～35％ 金属铝5～15％
发热剂 1～8％ SiO2 ≤8％ S≤0.4％。
作为优选，所述的石灰石的CaO有效量大于65％，矾土料的Al2O3有效量大于85％。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普钢渣洗料的制备方法，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和发热剂混合，即得所述的发热普钢渣洗料。
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普钢渣洗料的使用方法，该方法如下：将所述的发热普钢渣洗料破碎到直径0.3mm～30mm，加入量为每吨加入3～6kg，在出钢的过程中，直接将所述的发热普钢渣洗料加入钢包底部，边出钢，边吹氩搅拌，时间为4—6分钟。
本发明的其主要成份为：CaO和Al2O3都是活性的，能够快速反应，脱氧脱硫的效果更好。本发明含有一定量的金属铝成份，而金属铝是钢水脱氧的必要材料，所以能更有效去除钢液中的氧，也就是节省了一部分的脱氧材料，降低了钢铁企业的生产成本。本发明的产品是高还原性的碱性渣，对钢水精炼后形成以铝酸钙为主的渣系，具有以下的冶金和精炼功能：
1、脱氧
该产品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普钢渣洗料的剂量不同，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，一般情况下每吨加入4～6Kg，可使钢中氧降低消耗20～40PPM以上，可消减原脱氧材料的加入量。
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CaO量，满足脱硫反应的热力学条件。该产品由于加入了预熔性的Al2O3，增加了渣的流动性。该系能使多组元渣的熔点降低，满足了脱硫反应的热力学条件，该产品具有较强的脱硫能力。
3、去除钢种夹杂物
本发明的产品具有还原性。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，随着底部氢气的搅拌；钢中的夹杂物上浮并吸附，随出钢温度的烧结情况下，成块状或球状浮之钢水表面，从而达到钢水的纯净度目的，烧结后使转炉渣变为精炼渣。
具体实施方式
实施例1
用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系和发热剂，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料在温度为1200～1800℃煅烧的产物，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO 42.5％ Al2O3 35.4％ 金属铝4.5％
发热剂 3.6％ SiO2 ≤8％ S≤0.5％；上述的渣洗料总重量为100％，其余量为不可避免的杂质。
上述的用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料的制备方法，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，即得所述的发热普钢渣洗料。
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：将所述的发热普钢渣洗料破碎到直径3mm，加入量为每吨加入3～6kg，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。
实施例2
用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系和发热剂，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料在温度为1200～1800℃煅烧的产物，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO 36.4％ Al2O3 45.6％ 金属铝6.4％
发热剂 3.6％ SiO2 ≤8％ S≤0.5％；上述的渣洗料总重量为100％，其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普钢渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系和发热剂，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料在温度为1200～1800℃煅烧的产物，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO 51.2％ Al2O3 30.6％ 金属铝2.4％
发热剂 6.8％ SiO2 ≤8％ S≤0.5％；上述的渣洗料总重量为100％，其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4
用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系和发热剂，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料在温度为1200～1800℃煅烧的产物，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO 45.5％ Al2O3 25.3％ 金属铝6.4％
发热剂 3.8％ SiO2 ≤8％ S≤0.5％；上述的渣洗料总重量为100％，其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
本次试验共计15炉，采用实施例1所述的渣洗料，用料总量6吨，平均每炉加入量400Kg。试验分两次进行，试验钢种为Q195L和Q235BL。
1、渣洗料的温降结果分析
| 炉号 | 钢种 | 出钢温度 | 氩前温度 | 吹氩时间 | 温降 | 钢包透气性 |
| 81-9425 | Q195L | 1664 | 1624 | 14′55″ | 40 | 良 |
| 81-9426 | Q195L | 1651 | 1608 | 8′11″ | 43 | 良 |
| 81-9427 | Q195L | 1627 | 1586 | 8′03″ | 41 | 良 |
| 81-9459 | Q235BL | 1654 | 1610 | 9′20″ | 44 | 良 |
| 81-9461 | Q235BL | 1675 | 1626 | 11′30″ | 49 | 良 |
| 81-9462 | Q235BL | 1638 | 1621 | 13′30″ | 17 | 差 |
| 81-9463 | Q235BL | 1646 | 1592 | 8′05″ | 54 | 良 |
| 81-9466 | Q235BL | 1645 | 1595 | 8′10″ | 50 | 良 |
| 81-9467 | Q235BL | 1648 | 1612 | 8′20″ | 36 | 良 |
| 82-9566 | Q195L | 1656 | 1646 | 14′05″ | 10 | 差 |
| 82-9567 | Q195L | 1649 | 1611 | 13′25″ | 38 | 良 |
| 81-9429 | Q195L | 1645 | 1620 | 11′38″ | 25 | 良 |
| 82-9598 | Q235BL | 1651 | 1599 | 8′51″ | 52 | 良 |
| 82-9599 | Q235BL | 1637 | 1608 | 8′02″ | 29 | 良 |
| 82-9602 | Q235BL | 1634 | 1622 | 13′22″ | 12 | 差 |
| 36 |
15炉平均出钢温降在36℃，主要原因是在出钢过程进行了全程大气量底吹搅拌，导致温降略高。其中底吹效果差的三炉，平均温降仅为13℃。在出钢过程中能闻到发热剂(石蜡)燃烧的味道，说明该渣洗料有明显的发热功能。
2、渣样分析结果：
在试验的15炉中共取渣样4炉进行了化验分析，除一炉81-9427因转炉操作异常外，其他3炉的渣中FeO分别为3.11％、4.02％、2.6％，平均为3.24％，说明该渣洗料具有良好的脱氧功能。在试验过程观察到该渣洗料具有低熔点、流动性好的特点，在吹氩站软吹过程中一直保持着良好的流动性，吸附夹杂能力较强。
3、脱硫效果分析
从以上数据可知，在Q195L钢种的渣洗效果中脱硫效果明显，平均为26.83％，但是在Q235BL的渣洗效果中并不明显平均仅为6.84％，甚至81-9467出现了成品s％反弹的异常现象，这可能与化验偏差以及脱氧方式和Q235BL渣样分析结果R偏低有关，仍需进一步查找原因。
4、合金消耗分析
| 炉号 | 钢种 | 铝锭 | 含氧量(ppm) |
| 81-9425 | Q195L | 3 | 49.07 |
| 81-9426 | Q195L | 3 | 69.77 |
| 81-9427 | Q195L | 5 | 222.2 |
| 82-9566 | Q195L | 6 | 68.55 |
| 82-9567 | Q195L | 5 | 181.5 |
| 81-9429 | Q195L | 4 | 84.44 |
| 81-9459 | Q235BL | 1 | 87.29 |
| 81-9461 | Q235BL | 1 | 92.43 |
| 81-9462 | Q235BL | 1 | 89.16 |
| 81-9463 | Q235BL | 1 | 67.44 |
| 81-9466 | Q235BL | 1 | 66.27 |
| 81-9467 | Q235BL | 1 | 119 |
| 82-9598 | Q235BL | 1 | 40.12 |
| 82-9599 | Q235BL | 1 | 83.02 |
| 82-9602 | Q235BL | 1 | 102.2 |
| 合计 | 2.33 | 94.83 |
在终点温度、成分控制良好的情况下Q195L钢如81-9425、81-9426，铝的消耗仅为0.7Kg/铝吨钢就达到了良好的脱氧效果，Q235BL钢如82-9598，铝的消耗0.23KG/吨钢，钢水[O]达到40ppm水平。但是在终点控制异常的情况下如81-9427，铝的消耗1.17Kg/铝吨钢，脱氧效果仍不理想。但从整体效果看，15炉低碳钢平均铝锭消耗在46.6公斤，0.548K留吨钢的铝锭消耗达到了钢水[O]94.83ppm的水平。
5、钢水流动性分析在试验的15炉中，共出现2炉后期钢水流动性差的现象，其中82-9566是由于大包透气性差的原因造成，81-9463原因不明。排除异常因素，在Q195L钢种上钢水流动性效果改善比较明显，合格率100％，Q23SBL钢种上合格率89％，钢水流动性综合合格率93.3％。
Claims (7)
1.用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料，其特征在于该渣洗料包括铝酸钙主渣系和发热剂，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料在温度为1200～1800℃煅烧的产物，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO 30％～60％ Al2O3 20～45％ 金属铝1～15％
发热剂1～8％ SiO2 ≤10％ S≤0.5％。
2.根据权利要求1所述的用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料，其特征在于按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO 30％～40％ Al2O3 20～35％ 金属铝5～15％
发热剂1～8％ 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普钢渣洗料，其特征在于：
石灰石的CaO有效量大于65％，矾土料的Al2O3有效量大于85％。
4.根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料，其特征在于：
发热剂选用石蜡或炭。
5.根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料的制备方法，其特征在于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、搅拌，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、发热剂混合，即得所述的发热普钢渣洗料。
6.根据权利要求5所述的用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料的制备方法，其特征在于：石灰石和矾土料高温煅烧温度为1600℃，煅烧时间为24小时。
7.根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热普钢渣洗料的使用方法，其特征在于：将所述的发热普钢渣洗料破碎到直径0.3mm～30mm，加入量为每吨加入3～6kg。
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