CN102312048A

CN102312048A - 一种适用于高铝硅钢的预熔型脱硫剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102312048A
Application number: CN2010102156232A
Authority: CN
Inventors: 尚德礼; 林洋; 李德刚; 廖相巍; 吕春风; 康磊; 吴春杰; 于守巍
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-06-29
Also published as: CN102312048B

Abstract

本发明提供一种适用于高铝硅钢的预熔型脱硫剂及其制备方法，该脱硫剂成份重量百分比为：CaO：80％～85％，Al₂O₃：13％～18％，MgO≤1.5％，SiO₂≤1.5％，全Ti≤0.02％，全C≤0.02％。其制备方法包括：①按以下重量百分比称取粒度≤10mm的石灰石：87％～90％和粒度≤10mm的Al₂O₃：10％～13％；②将上述原料放入混料机中混匀；③将混合料加入熔炼炉后喷吹燃油进行加热，熔炼；④出炉、冷却、破碎待用。本发明脱硫剂易保存、脱硫率高，对真空槽体耐材侵蚀小，脱硫过程中钢水增碳能控制在5ppm以下，增钛在5ppm以下，在不增加精炼时间的前提下，脱硫率可达60％以上。

Description

一种适用于高铝硅钢的预熔型脱硫剂及其制备方法

技术领域

本发明属于炼钢真空精炼技术领域，尤其涉及一种高铝硅钢用RH真空处理预熔型脱硫剂及其制备方法。

背景技术

硅钢是一种电工用钢，用性能良好的硅钢片制作变压器、电机的铁芯，不仅能节省能源，减少铁损，而且还能减小噪声污染。其炼钢过程的核心技术是有害元素的充分去除和其夹杂物的合理控制。硫对绝大多数钢种而言是一种有害元素，在RH精炼过程对钢水进行脱硫是控制钢中硫含量的常用方法。

上世纪60～70年代RH装置得到了迅速发展。其主要功能是脱气、合金化、化学加热、去除夹杂物、脱硫等。其中喷粉脱硫具有快速、稳定等优点，但是其装备成本和运行成本较高，深脱硫效果不明显。相关参考文献有《上海金属》-2005年27卷4期54-57页《钢液RH精炼过程中的喷粉脱硫》。由于喷粉脱硫具有投资大、环境差、运行成本高的问题，因此目前国内较常采用是真空槽内顶加脱硫剂的方式脱硫，该方法具有操作简便、成本低的优点。相关参考文献有《钢铁》-2005年40卷11期27-29页《RH-KTB预熔渣深脱硫实践》。

名为《一种RH真空炉内预熔渣深脱硫方法》的专利(申请号：CN200910076729.6)公开了一种适用于溜槽加入的脱硫剂，该脱硫剂成分为：CaO：55～60％，Al₂O₃：15～25％，SiO₂：2～8％，MgO：0～5％，S：0～0.06，水分：0～0.5％，杂质：0～1.89％；均为重量百分数。但该脱硫剂没有对钛和碳的含量加以描述，若将此脱硫剂用于硅钢脱硫，极易引起钢中碳和钛含量超标。此外该脱硫剂中SiO₂的含量也较高，SiO₂的含量为2～8％，加上硅钢在RH真空处理过程中形成的SiO₂，加剧了对RH真空处理装置上镁铬耐火砖的侵蚀，严重制约了处理装置的使用寿命。名为《真空精炼剂及其制备方法》的专利(申请号：CN200610020000.3)公开了针对无取向硅钢、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，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。上述专利中，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。该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。该发明的脱硫剂同样没有对钛含量进行描述，易引起钢中钛含量超标。名为《超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法》的专利(申请号：CN200510023269.2)公开的RH真空处理深脱硫预熔渣的成份为(重量百分比％)：CaO：48～56％，Al₂O₃：33～43％，MgO：0.2～5.0％，SiO₂：2.5～6.0％，TiO₂≤1.9％，碳≤0.05％，其余为杂质。上述预熔渣在制备时，为了降低预熔渣中的钛和碳的含量，原料为优质的石灰石和高纯Al₂O₃粉，但是并未对全钛作说明，因为脱硫剂中所有价态和形式的钛都可能被含铝硅钢中的铝还原为钛，从而引起钢中钛含量超标。此外该脱硫剂中SiO₂的含量也较高，SiO₂的含量为2.5～6.0％，加上硅钢在RH真空处理过程中形成的SiO₂，同样会加剧对RH真空处理装置上镁铬耐火砖的侵蚀。另一方面，该脱硫剂中Al₂O₃的含量也较高，Al₂O₃的含量为33～43％，含铝硅钢在采用铝脱氧时会生成较多的Al₂O₃，使渣中Al₂O₃含量升高，不利于形成低熔点的铝酸钙，导致脱硫性能下降。

如上所述，现有的脱硫剂不能满足含铝硅钢脱硫的要求，使用过程中会造成钢水的增碳、增钛现象，同时也未考虑含铝硅钢精炼过程中生成的Al₂O₃和SiO₂对渣的性能的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，针对高铝硅钢的特点，提供一种成渣速度快、脱硫率高，钢水增碳能控制在5ppm以下，增钛能控制在5ppm以下，且对真空槽体耐材侵蚀小的真空冶炼预熔型脱硫剂及其制备方法。

本发明是这样实现的：该适用于高铝硅钢的预熔型脱硫剂的成份重量百分比为：CaO：80％～85％，Al₂O₃：13％～18％，MgO≤1.5％，SiO₂≤1.5％，全Ti≤0.02％，全C≤0.02％，所述全Ti指脱硫剂中的全部Ti含量，所述全C指脱硫剂中的全部C含量。

本发明适用于高铝硅钢预熔型脱硫剂的制备方法包括下列步骤：①按以下重量百分比称取粒度≤10mm的石灰石：87％～90％和粒度≤10mm的Al₂O₃：10％～13％；②将上述原料放入混料机中混匀；③将混合料加入熔炼炉后喷吹燃油进行加热，熔炼；④出炉、冷却，并破碎成5-30mm的块状待用。

本发明的基本思想在于配制脱硫剂的原料选用优质氧化铝和石灰石，要求石灰石中CaCO₃含量大于98％，Al₂O₃中Al₂O₃含量大于98％，以避免原料带入杂质元素，如钛和碳。另一方面，针对含铝硅钢脱氧合金化时易生成氧化铝和氧化硅的特点，适当降低脱硫剂中氧化铝和氧化硅含量，防止精炼过程中因渣中氧化铝和氧化硅含量太高而造成的脱硫能力下降和对耐火砖的侵蚀。

本发明要求石灰石和Al₂O₃的粒度为0-1mm，是为了提高反应均匀性及缩短反应时间。同时为了避免原料带入钛，选用优质Al₂O₃，而不用通常所采用的铝矾土。本发明添加石灰石的目的是：石灰石经过高温后分解为CaO和CO₂，CaO有利于脱硫，但单纯的CaO熔点较高，它与含铝硅钢熔炼过程中生成的Al₂O₃和SiO₂以及脱硫剂本身含有的Al₂O₃结合后，可生成熔点较低的熔渣，有利于脱硫。但过多的CaO会使熔渣流动性变差，甚至结壳，不利于脱硫。所以配加石灰石的量是兼顾含铝硅钢的特点，其含量范围在87％～90％之间。添加Al₂O₃的目的是：适量的Al₂O₃可以改善渣的流动性能，考虑到含铝硅钢熔炼过程中可生成Al₂O₃的特点，因此氧化铝的含量控制在10％～13％之间。原料混合时间要求2小时以上，以保证充分混匀，混合时间过长，消耗人力、物力，所以不宜超过4小时。本发明所述熔炼炉应为燃油炉，避免采用电炉和冲天炉，因为电炉设备投资大，并且采用电极升温产品中的含碳量大于0.5％；冲天炉生产采用焦碳为燃料，其预熔产品中的含碳量也大于0.5％，二氧化硅大于2.5％。燃油炉的燃油应采用低硫重油，热值大于41840千焦，硫含量的重量百分比小于1.5％，熔炼温度应在1500-1600℃之间。

本发明脱硫剂不仅钛和碳的含量极低，而且对RH真空处理装置上镁铬耐火砖有侵蚀性的二氧化硅含量也极低。同时也考虑含铝硅钢精炼过程中生成的Al₂O₃和SiO₂对渣的性能的影响，配制脱硫剂时，保证脱硫剂中含有较高的CaO含量和较低的Al₂O₃和SiO₂含量。

本发明预熔型脱硫剂具有易于保存、脱硫率高、对真空槽体耐材侵蚀小的特点，同时在熔炼含铝硅钢时，能保证使整个脱硫过程中钢水增碳控制在5ppm以下，钢水增钛控制在5ppm以下，在不增加精炼时间的前提下，脱硫率可达60％以上。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

本发明实施例按下述方法进行选材、配制和熔炼：

(1)原料选用粒度≤10mm的优质石灰石(含CaCO₃为98％以上)和优质Al₂O₃(含Al₂O₃为98％以上)。

(2)按以下的重量百分比将原料加入混料机中进行机械混合：石灰石：87％～90％，Al₂O₃：10％～13％，混合时间为2～4小时，保证充分混匀。

(3)将混合料加入熔炼炉后喷吹燃油进行加热、熔炼，所用的燃油为低硫重油，热值大于41840千焦，硫含量的重量百分比小于1.5％，将炉温升至1500-1600℃。

(4)出炉、冷却，并破碎成5-30mm块状后待用。

本发明实施例预熔型脱硫剂原料比例见表1。

表1本发明实施例预熔型脱硫剂的原料配比(wt％)

脱硫剂原料	石灰石	Al₂O₃
			实施例1	88	12
实施例2	89	11
			实施例3	90	10

本发明实施例脱硫剂化学成分见表2。

表2本发明实施例预熔型脱硫剂的化学成分(wt％)

脱硫剂组分	CaO	Al₂O₃	SiO₂	MgO	全Ti	全C	其它杂质
								实施例1	80	18	0.8	0.5	0.01	0.02	0.67
实施例2	82	16	0.7	0.7	0.02	0.02	0.56
								实施例3	84	14	0.7	0.5	0.02	0.01	0.77

将发明实施例预熔型脱硫剂用于高铝硅钢的RH精炼过程中，钢水脱硫前后成分见表3。从表3可见，经脱硫处理后钢水增碳控制在5ppm以下，钢水增钛控制在5ppm以下，脱硫率可达60％以上。检验证明脱硫处理后，脱硫剂对RH真空处理装置上的耐火材料侵蚀很少。

表3钢水脱硫前后的成分对比 (wt％)

Claims

1.一种适用于高铝硅钢的预熔型脱硫剂，其特征在于该脱硫剂成份重量百分比为：CaO：80％～85％，Al₂O₃：13％～18％，MgO≤1.5％，SiO₂≤1.5％，全Ti≤0.02％，全C≤0.02％，所述全Ti指脱硫剂中的全部Ti含量，所述全C指脱硫剂中的全部C含量。

2.一种权利要求1所述适用于高铝硅钢预熔型脱硫剂的制备方法，其特征在于包括下列步骤：①按以下重量百分比称取粒度≤10mm的石灰石：87％～90％和粒度≤10mm的Al₂O₃：10％～13％；②将上述原料放入混料机中混匀；③将混合料加入熔炼炉后喷吹燃油进行加热，熔炼；④出炉、冷却、破碎待用。

3.根据权利要求2所述的预熔型脱硫剂的制备方法，其特征在于所述石灰石中CaCO₃含量大于98％；所述Al₂O₃中Al₂O₃含量大于98％。

4.根据权利要求2所述的预熔型脱硫剂的制备方法，其特征在于所述原料的混合时间为2～4小时。

5.根据权利要求2所述的预熔型脱硫剂的制备方法，其特征在于所述的熔炼炉为燃油炉，所述燃油的含硫量小于1.5％重量百分比，所述的熔炼温度为1500-1600℃。

6.根据权利要求2所述的预熔型脱硫剂的制备方法，其特征在于将所述冷却后的脱硫剂破碎成5-30mm块状。