CN101665858A - 一种炉外精炼用钢包渣改性剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种炉外精炼用钢包渣改性剂，按重量百分比原料的组成为：活性石灰50～70％、萤石10～30％、铝酸钙10～30％，其化学组成成分分别应满足：活性石灰：CaO≥90％，MgO＜8％，活性度≥300ml；萤石：CaF2≥80％，SiO2＜15％；铝酸钙：40％＜CaO＜60％，25％＜Al2O3≤45％，SiO2＜5％，MgO＜5％；将三种原料破碎至粒度≤20mm，再用搅拌机混合15～30分钟，待混合均匀后包装即得成品。该改性剂在转炉出钢过程中随钢流加入到钢包内，加入量为3～7kg/t钢。加入改性剂后能够迅速生成液渣，与钢包顶渣充分混合，改变钢包顶渣的化学成分，使钢包顶渣成分位于有利于脱硫的成分范围内，从而提高精炼脱硫率，减少精炼周期，提高生产效率，有利于生产连续性；同时加入该改性剂后，在钢渣混冲过程中将促进夹杂物的上浮去除，并具有30％～60％的脱硫率，操作简便、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢包渣改性剂，特别是涉及一种用于炉外精炼过程中改变钢包渣组成的钢包渣改性剂，属于炼钢领域。
背景技术
随着工业和科技的发展，各行业对钢的质量要求越来越高。钢中硫能促使金属产生热裂纹、降低冲击韧度和耐腐蚀性，并能促使产生偏析，促进硫化物夹杂的生成，从而影响钢材的抗拉强度、成型性、各向异性、疲劳性能等。因此，在洁净钢生产中必须降低钢液中的硫含量。而转炉的脱硫能力是相当有限的，特别是在铁水原始硫含量很低的情况下，由于入炉的石灰、废钢等炉料带有较高的硫，往往出现转炉过程回硫现象。但是，仅靠铁水预处理很难稳定生产低硫钢，因此，在转炉出钢后还必须对钢水进行炉外精炼脱硫。钢包渣改性及组成控制技术是炉外精炼的关键技术。钢包渣的性质直接影响精炼过程的冶金效果，利用钢包渣改性剂将钢包渣成分控制在适宜的范围内，在精炼过程中将能够充分发挥精炼脱氧、脱硫、去夹杂的作用。因此，对钢包渣改性已成为现代精炼技术的一项重要内容。
随着钢水炉外精炼技术的发展，有关钢水炉外精炼脱硫技术和钢包渣改性的研究报道及相关专利也较多，《特殊钢》2000年第12卷第5期“超低硫钢生产工艺技术”，报道了采用Al基或CaC2基对钢包渣改性的技术；《材料与冶金学报》2002年第1卷第1期“超低硫钢冶炼过程中钢包渣改质剂的作用”，其主要针对当前使用的石灰+萤石、Al基和CaC2基三类改质剂存在的缺陷，如：石灰+萤石改质剂成渣慢、渣量大；Al基改质剂成本高；CaC2基改质剂钢液增碳等，开发的一种Al+CaC2基改质剂，这种改质剂与Al基相比，虽然成本有所降低，与CaC2基相比钢液增碳量有所降低，但并未从根本上解决增碳问题。公开号为CN101343680的专利申请公开了一种“钢包专用冶金型精炼渣及其制备方法”，该精炼炉渣主要由50～65％石灰、5～10％萤石粉、10～20％AD粉、1～5％镁粉、15～35％预熔精炼渣组成，其具有成渣快、较好的脱硫、脱磷、脱氧效果，但由于组成中使用的AD粉具有较高的氮含量，势必会引起钢液增氮，影响钢的时效性能。这一问题也普遍存在于使用AD粉为原料的其它改性剂上。
发明内容
本发明旨在克服上述缺陷，提供一种成本低、脱硫效率高、不引起钢液增碳、增氮的钢包渣改性剂，该改性剂在转炉出钢过程中随钢流加入，与钢水充分混冲接触，熔化时间短，成渣快，并具有较好的去除钢中夹杂的能力。
本发明是通过实施如下的技术方案来实现本发明目的。
一种炉外精炼用钢包渣改性剂，其特征在于按重量百分比原料的组成为：活性石灰50～70％、萤石10～30％、铝酸钙10～30％。
上述原料按重量百分比计，所含的以下化学组成成分分别应满足：
活性石灰：CaO≥90％，MgO＜8％，活性度≥300ml；
萤石：CaF2≥80％，SiO2＜15％；
铝酸钙：40％＜CaO＜60％，25％＜Al2O3≤45％，SiO2＜5％，MgO＜5％。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂的配制方法是：按上述重量百分比将三种原料破碎至粒度≤20mm，再用搅拌机混合15～30分钟，待混合均匀后包装即得成品。
所述钢包渣改性剂成品的化学重量百分比组成为：
50％≤CaO＜75％
SiO2≤10％
5％＜Al2O3＜15％
8％＜CaF2＜28％
MgO＜5％
余量为杂质；
其中，杂质中FeO+MnO＜3.5％、H2O＜1.0％、S和P均≤0.08％。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂的使用方法为：在转炉出钢合金化后10～20秒随钢流将改性剂加入钢包，加入量为3～7kg/t钢。
本发明的有益技术效果主要表现在：
(1)在出钢过程中可获得30～60％的脱硫率。
(2)降低了钢水中的非金属夹杂物含量，避免了钢液因改性剂引起的增碳、增氮，提高了钢水的洁净度。
(3)在出钢混冲过程中可快速成渣，缩短了LF精炼时间。
(4)操作简便，成本低。
加入改性剂后能够迅速生成液渣，与钢包顶渣充分混合，改变钢包顶渣的化学成分，使钢包顶渣成分位于有利子脱硫的成分范围内，从而提高精炼脱硫率，减少精炼周期，提高生产效率，有利于生产连续性；同时加入该改性剂后，在钢渣混冲过程中将促进夹杂物的上浮去除，并具有30％～60％的脱硫率，操作简便、成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的技术方案并不限于以下实施方式，凡与本发明相近似的技术方案均在本发明的保护范围之内。
实施例1
一种炉外精炼用钢包渣改性剂，其特征在于按重量百分比原料的组成为：活性石灰55％、萤石30％、铝酸钙15％。
上述原料按重量百分比计，所含的以下化学组成成分分别为：
活性石灰：CaO 91％，水份＜0.1％，活性度≥300ml；
萤石：CaF287％，水份＜0.1％；
铝酸钙：CaO 43％，Al2O341％。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂的配制方法是：按上述重量百分比将三种原料破碎至粒度≤20mm，再用搅拌机混合15～30分钟，待混合均匀后包装即得成品。
所述改性剂成品的化学重量百分比组成为：56％CaO、5.5％SiO2、7％Al2O3、26％CaF2，4％MgO，余量为杂质。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂使用过程中的具体操作步骤如下：
(1)实验条件：公称80t顶底复吹转炉，生产钢种为20C，生产工艺流程为LD-LF-BCC；
(2)步骤：在转炉出钢合金化后10～20秒随钢流将改性剂加入钢包，加入量为3.0～5.0kg/t钢；然后再于转炉出钢后小平台对钢水进行吹氩处理；
(3)结果：A、测得LF精炼结束钢包渣中CaO：46～51％，二元碱度R：2.5～3.5，FeO+MnO：1.3～1.6％；B、从转炉终点至LF进站过程钢水脱硫率：35～45％，平均为40％。铸坯T[O]为15ppm。
实施例2
一种炉外精炼用钢包渣改性剂，其特征在于按重量百分比原料的组成为：活性石灰60％、萤石15％、铝酸钙25％。
上述原料按重量百分比计，所含的以下化学组成成分分别为：
活性石灰：CaO 92％，水份＜0.1％，活性度≥300ml；
萤石：CaF288％，水份＜0.1％；
铝酸钙：CaO 43％，Al2O345％。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂的配制方法是：按上述重量百分比将三种原料破碎至粒度≤20mm，再用搅拌机混合15～30分钟，待混合均匀后包装即得成品。
所述改性剂成品的化学重量百分比组成为：65％CaO、3.5％SiO2、11％Al2O3、13％CaF2，4％MgO，余量为杂质。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂使用过程中的具体操作步骤如下：
(1)实验条件：公称80t顶底复吹转炉，生产钢种为X65，生产工艺流程为LD-LF-BCC；
(2)步骤：在转炉出钢合金化后10～20秒随钢流将改性剂加入钢包，加入量为5.0～6.0kg/t钢；然后再于转炉出钢后小平台对钢水进行吹氩处理；
(3)结果：A、测得LF精炼结束钢包渣中CaO：49～53％，二元碱度R：3.5～4.5，FeO+MnO：1.4～2.0％；B、从转炉终点至LF进站过程钢水脱硫率：40～50％，平均为45％。铸坯T[O]为14ppm。
实施例3
一种炉外精炼用钢包渣改性剂，其特征在于按重量百分比原料的组成为：活性石灰68％、萤石12％、铝酸钙20％。
上述原料按重量百分比计，所含的以下化学组成成分分别为：
活性石灰：CaO 92％，水份＜0.1％，活性度≥300ml；
萤石：CaF288％，水份＜0.1％；
铝酸钙：CaO 55％，Al2O330％。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂的配制方法是：按上述重量百分比将三种原料破碎至粒度≤20mm，再用搅拌机混合15～30分钟，待混合均匀后包装即得成品。
所述改性剂成品的化学重量百分比组成为：72％CaO、5％SiO2、6％Al2O3、10.5％CaF2，3％MgO，余量为杂质。
所述炉外精炼用钢包渣改性剂使用过程中的具体操作步骤如下：
(1)实验条件：公称80t顶底复吹转炉，生产钢种为27CrMoV，生产工艺流程为LD-LF-BCC；
(2)步骤：在转炉出钢合金化后10～20秒随钢流将改性剂加入钢包，加入量为6.0～7.0kg/t钢；然后再于转炉出钢后小平台对钢水进行吹氩处理。
(3)结果：A、测得LF精炼结束钢包渣中CaO：50～55％，二元碱度R：4.5～5.5，FeO+MnO：0.9～1.5％。B、从转炉终点至LF进站过程钢水脱硫率：50～60％，平均为55％。铸坯T[O]为12ppm。
对比实例1
(1)实验条件：公称80t顶底复吹转炉，生产钢种为20C，生产工艺流程为LD-LF-BCC；
(2)步骤：在转炉出钢后小平台对钢水进行吹氩处理；LF工序加入顶渣，加入量为5.5～6.9kg/t钢；顶渣按重量百分比计含有CaO：70～75％，SiO2：＜5％，Al2O3：＜1％，MgO：5～8％。
(3)结果：A、测得LF精炼结束钢包渣中CaO：50～55％，二元碱度R：4.5～5.5，FeO+MnO：1.4～4.1％；B、从转炉终点至浇注过程钢水脱硫率：30～40％，平均为35％。铸坯T[O]为25ppm。
Claims (5)
1、一种炉外精炼用钢包渣改性剂，其特征在于按重量百分比原料的组成为：活性石灰50～70％、萤石10～30％、铝酸钙10～30％。
2、如权利要求1所述的钢包渣改性剂，其特征在于上述原料按重量百分比计，所含的以下化学组成成分分别应满足：
活性石灰：CaO≥90％，MgO＜8％，活性度≥300ml；
萤石：CaF2≥80％，SiO2＜15％；
铝酸钙：铝酸钙：40％＜CaO＜60％，25％＜Al2O3≤45％，SiO2＜5％，MgO＜5％。
3、如权利要求1所述的钢包渣改性剂，其特征在于该钢包渣改性剂的配制方法是：按上述重量百分比将三种原料破碎至粒度≤20mm，再用搅拌机混合15～30分钟，待混合均匀后包装即得成品。
4、如权利要求3所述的钢包渣改性剂，其特征在于该钢包渣改性剂成品的化学重量百分比组成为：
50％≤CaO＜75％
SiO2≤10％
5％＜Al2O3＜15％
8％＜CaF2＜28％
MgO＜5％
余量为杂质；
其中，杂质中FeO+MnO＜3.5％、H2O＜1.0％、S和P均≤0.08％。
5、如权利要求1-4任意项所述的钢包渣改性剂，其特征在于该钢包渣改性剂的使用方法为：在转炉出钢合金化后10～20秒随钢流将改性剂加入钢包，加入量为3～7kg/t钢。
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