CN102041355A - 一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂 - Google Patents

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一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，其成分重量百分比为：CaO38～50％、SiO2 22～28％、Al2O3 5～10％、CaF2 5～10％、Ca-Si 3～8％、MgO2～5％、B2O3 5～10％、改性剂粒度3～15mm。本发明不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，对不锈钢冶炼过程AOD出钢后的钢包渣的改性和还原处理，控制其碱度，降低其氧化性，使得钢包渣具有提高不锈钢洁净度的功能，进一步提高不锈钢的质量。

Description

一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂
技术领域
本发明涉及炼钢工艺，特别涉及一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂。
背景技术
不锈钢冶炼一般采用电炉-AOD氩氧精炼炉的两步法工艺和电炉-AOD氩氧精炼炉-VOD的三步法工艺。钢水经过AOD精炼后都采用还原处理，以还原渣中的氧化铬，提高铬的收得率。由于生产节奏的需要和钢水洁净度进一步提高的要求，不锈钢钢水在进入浇注前会在LF钢包炉进行升温、微调钢水成分以及促使夹杂物上浮等处理，这对钢包渣提出了严格的要求。AOD精炼后，要扒去钢包渣，但没有完全被还原的钢包渣很难完全扒掉，熔渣仍然具有一定的氧化性。同时，其碱度和组成对夹杂物的吸附作用达不到最佳状态。AOD出钢后钢包渣的合理组成和物性对不锈钢钢水洁净度有重要的影响，合理的AOD出钢后钢包渣的改质和还原处理工艺，可以使钢包渣具备良好的流动性、合适的碱度、合适的氧化性、对钢水中的夹杂物具有良好的吸附作用等。
一般的不锈钢冶炼过程，钢水在AOD出钢后，进入LF处理，只是采用石灰等造渣剂适当控制钢包渣的碱度，这远远不能满足洁净不锈钢的需要。因此，在AOD扒渣结束，需要对钢包渣进行改性和还原处理，控制其碱度，降低其氧化性，使其对洁净钢水有良好的作用。
中国专利申请号CN200310113018.436公开了韩国浦项公司涉及精炼高纯度不锈钢的方法，其AOD炉渣的碱度控制在1.5到1.8的范围内，使用白云石作为所述钢包的耐火材料，以及所述炉渣中的复合物浓度(％Al2O3)和(％MgO)之和小于13。日本专利申请号JP2001220619“AMETHOD FOR HIGHLY CLEANING AND REFINING STAINLESS STEEL”，采用CaO-SiO2-Al2O3-MgO系的熔渣，并利用Al、Si等对不锈钢钢水脱氧，达到控制钢中MgO基和CaO-Al2O3基的夹杂物、提高钢水洁净度的目的。
发明内容
本发明的目的是开发一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，对不锈钢冶炼过程AOD出钢后的钢包渣的改性和还原处理，控制其碱度，降低其氧化性，使得钢包渣具有提高不锈钢洁净度的功能，进一步提高不锈钢的质量。
为到达少数目的，本发明的技术方案是，
一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，其成分重量百分比为：
Figure B200910197641XD0000021
在不锈钢的冶炼过程中，内生夹杂主要是进行脱氧合金化操作时，加入到钢液中的脱氧剂被氧化生成了Al2O3、SiO2以及MgO·Al2O3、SiO2-MnO、Al2O3-SiO2-MnO等复合脱氧产物；合金元素(Cr、Ti、Si、Mn)部分被氧化形成FeO·Cr2O3、SiO2-Cr2O3、Al2O3-Cr2O3、Cr2O3-MnS、TiO2等夹杂；钢液在冷却凝固结晶过程中，由于温度下降及局部成分偏析还会形成二次脱氧产物等。当这些产物来不及从钢液内排出，便残留在钢中形成内生夹杂。
典型的304不锈钢液中的氧含量通常是由硅脱氧所控制，采用FeSi和SiMn脱氧后，首先形成含Si和Cr的夹杂物，其相组成为纯SiO2和纯Cr2O3。随着精炼过程的进行，在碱度低的情况下，不锈钢液中的夹杂物主要是理想的硅酸盐系夹杂物。
在用Si脱氧时，为防止尖晶石夹杂物的生成，应降低渣的碱度，S分配比会下降，结果不利于脱硫。如果用Al脱氧时，虽然能获得高的S分配比，但由于含Al钢的用途受到限制，因此它不适用于所有钢种。
AOD精炼渣成分对不锈钢中夹杂物生成影响的研究表明，不锈钢液用Al脱氧时生成团簇状的Al2O3，同时，由于渣中的MgO被还原，钢液中的[Mg]含量升高，夹杂物同时转变成为MgO·Al2O3。当渣中不含SiO2时，可以转变成为MgO或液态CaO-Al2O3-MgO夹杂，而渣中含有SiO2时，夹杂物不发生转变，仍然为MgO·Al2O尖晶石夹杂物，这主要是由于渣中存在SiO2，阻止了渣中的MgO和CaO进一步被还原，导致钢中[Mg]、[Ca]含量降低，钢中的MgO·Al2O3夹杂难以进一步转变，说明渣中存在的SiO2加强了MgO·Al2O3的生成。因此，在Al脱氧不锈钢的AOD精炼过程中，降低精炼渣中SiO2的含量对降低钢中的MgO·Al2O3夹杂是有利的。
因此，为了使不锈钢中的夹杂物得到很好的控制，对AOD处理后钢包渣进行改性处理非常必要。本发明采用高活性冶金石灰、硅灰石、钙铝预熔渣、萤石、无水硼砂、白云石以及硅钙合金的混合料，分别构成不锈钢改性剂中的CaO、SiO2、Al2O3、CaF2、B2O3、MgO以及Ca-Si的成分组成，在不锈钢AOD精炼结束并扒渣后，重新造渣，达到提高不锈钢钢水的洁净度目的。
其中，高活性冶金石灰(主要组成是CaO)、硅灰石(主要组成是SiO2)、钙铝预熔渣(主要组成是CaO和Al2O3)组分主要起调节钢包渣碱度、提高钢包渣对钢中夹杂物的吸附能力的作用；萤石(主要组成是CaF2)和无水硼砂(主要组成是B2O3)是为了改善钢包渣的物性，降低其熔点和粘度，提高其流动性，从而有利与冶金反应的进行；而硅钙合金(主要组成是Ca-Si)主要是为了还原钢包渣中的氧化物，如氧化铁和氧化铬等，可以避免的钢水的再氧化，提高钢水的洁净度；白云石(主要组成是MgO)是为了保护钢包内衬的耐火材料，减少钢包渣对钢包耐火材料的侵蚀。
本发明的有益效果
与现有技术相比，本发明开发的不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，具有低的熔点和良好的流动性，具有快速成渣的特点；同时，该不锈钢改性剂由于具有合适的碱度和一定的还原性，使其具有良好的渣金反应的特点，可以对钢水进一步深脱氧，充分发挥其对夹杂物的吸附作用，提高钢水的洁净度。此外，该不锈钢改性剂对钢包耐火材料的使用寿命也有利，对环境无不良影响。
具体实施方式
分别采用四种组成的不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂进行试验，其组成、使用效果如表2所示。
由表可见，采用不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，可以明显提高不锈钢的洁净度，使得不锈钢的总氧含量降低。
表1单位：重量百分比
  成分   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  CaO   38.0   46.1   42.6   50.0
  SiO2   22.0   24.9   23.7   28.0
  Al2O3   10.0   5.9   7.6   5.0
  CaF2   10.0   6.3   7.1   5.0
  MgO   5.0   3.6   4.2   2.0
  B2O3   6.0   6.7   7.5   6.0
  Ca-Si   8.0   5.6   6.3   3.0
  其它   余量   余量   余量   余量
表2
  性能   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  钢包渣加入量，kg/t.s   8.0   6.8   7.2   5.0
  钢包渣的流动性   良好   良好   良好   良好
  AOD结束钢水总氧含量，％   0.0150   0.0120   0.0135   0.0143
  连铸中间包钢水总氧含量，％   0.0070   0.0038   0.0045   0.0050
  铸坯总氧含量，％   0.0042   0.0032   0.0035   0.0030
本发明开发的不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，具有快速成渣和具有良好的渣金反应的特点，在不锈钢AOD精炼之后，可以对钢水进一步深脱氧，充分发挥其对夹杂物的吸附作用，提高钢水的洁净度，对钢包耐火材料的使用寿命也有利。对不锈钢生产厂均具有推广应用价值。
本发明针对AOD冶炼奥氏体不锈钢提出的钢包渣改性处理技术以及改性剂技术，对奥氏体不锈钢夹杂物的控制非常有效。
本发明主要针对奥氏体不锈钢冶炼过程AOD出钢后钢包渣的改性和还原处理，采用控制其碱度，降低其氧化性，使得钢包渣具有提高不锈钢洁净度的功能。
不锈钢冶炼过程中，钢水在AOD出钢后，进行扒渣，之后再向钢水面加入本发明钢包渣改性剂，加入量为5kg/t.s～8kg/t.s，重新造渣，之后，钢水再进入下一步处理。这样可以控制钢包渣的碱度，降低其氧化性，使其对洁净钢水有良好的作用，提高不锈钢的钢水质量。

Claims (1)

1.一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，其成分重量百分比为：
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