CN107236844B - 一种洁净钢的冶炼方法及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种洁净钢的冶炼方法及生产工艺，属于炼钢技术领域。本发明铁水经过铁水预处理进行脱硅、脱硫处理，而后在转炉中进行冶炼，出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，所述的钢包渣改性剂包括轻烧白云石，控制处理后钢水中P≤0.006％，S≤0.008％；RH精炼末期向钢液中加入净化剂，净化剂的加入量为钢液质量的0.05‑1.5％。本发明铁水经过铁水预处理进行脱硅、脱硫处理，而后在转炉中进行冶炼，出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，RH精炼末期向钢液中加入净化剂，提高了钢液的净化效果，进而提高洁净钢的冶炼质量。

Description

一种洁净钢的冶炼方法及生产工艺
技术领域
本发明属于钢水冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种洁净钢的冶炼方法及生产工艺。
背景技术
随着社会的发展，人类需求的不断提高，人们对钢铁材料提出了更高的要求。钢的性能主要取决于钢的化学成分和组织。钢种的有害元素或者杂质将直接影响钢的质量，破坏钢基体的连续性，造成钢的组织的不均匀性，对钢的延展性、强度、韧性等各项性能产生很大的影响。“新一代钢铁材料”的朝着高洁净的方向发展，并简称为“洁净钢”。“洁净钢”是指一类钢产品，钢中杂质元素的含量具有非常严格的控制要求的钢。其中对钢中的硫、磷等杂质的含量进行了严格的限制，且对氢、氧以及低熔点金属的含量也有相当严格的控制要求。国内外钢厂一直在不断改进对夹杂物进行改性处理，来提高钢材的洁净度，或者通过一系列的过程控制，减少钢水中的有害元素；但是，现有的工艺对钢液净化效果有限，使得洁净钢的质量优先，急需开发出一种全新的洁净钢冶炼工艺。
经检索，发明创造的名称为：一种复合球体形式的钢水净化剂及生产方法(申请号：201410715201.X申请日：2014-11-28)，钢水净化剂表现形式是一种复合球体，复合球体由球团核和外壳构成，球团核为金属材料，外壳为碳酸盐，球团核主要由硅、锰、铝的合金粉的混合物构成，外壳主要由碳酸钙、碳酸镁、碳酸钠、氧化钙、氧化镁的一种或不超过三种的混合物构成。本发明降低钢中全氧含量，提高钢材质量，不能很好的促进夹杂物的长大、上浮、去除，特别是精炼的过程中的夹杂物进行改性处理，而且在精炼的过程中不能降低钢中微细夹杂物的熔点，不利于进一步提高钢产品的品质。
此外，发明创造的名称为：一种高洁净度钢的熔炼方法(申请号：201210134127.3申请日：2012-04-28)，其能够使利用环流式真空脱气装置熔炼钢的方法大幅减低钢铁制品中起因于夹杂物的缺陷，其为利用环流式真空脱气装置一边使钢包中的钢水进行环流一边进行脱碳处理、添加脱氧剂进行镇静处理的钢的熔炼方法，其特征在于，以前述镇静处理中的环流气体的吹入量为4L(标准状态)/min·t以上的方式一边使钢水进行环流一边投入冷料，调整钢水温度，并且设定前述冷料投入后的环流时间T，使其与每1吨钢水的冷料添加量W的关系满足下述式：T(min)≥0.25W(kg/t)+2。该一边使钢包中的钢水进行环流一边进行脱碳处理、添加脱氧剂进行镇静处理的钢的熔炼方法，很难持续的进行深度净化，不利于提高钢水的洁净度。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中，现有的钢水冶炼过程中钢液的净化效果有限的不足，提供一种洁净钢的冶炼方法及生产工艺，通过铁水经过铁水预处理进行脱硅、脱硫处理，而后在转炉中进行冶炼，出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，RH精炼末期向钢液中加入净化剂，可以提高钢液的净化效果，进而提高洁净钢的冶炼质量；进一步地，有效组分和黏合组分的配合作用，可以改善钢液的净化效果，更进一步地，可以促进夹杂物的长大、上浮、去除，进而提高钢液洁净度。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种洁净钢的冶炼方法，铁水经过铁水预处理进行脱硅、脱硫处理，而后在转炉中进行冶炼，出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，所述的钢包渣改性剂包括轻烧白云石，控制处理后钢水中P≤0.006％，S≤0.008％；RH精炼末期向钢液中加入净化剂，净化剂的加入量为钢液质量的0.05-1.5％。
优选地，步骤如下：
S100：铁水预处理
高炉铁水装入铁水预处理罐内，向罐内喷入石灰和脱硅剂，将铁水中硫含量脱至0.008％以下，完成之后扒渣，控制铁水温度为1250～1280℃；
S200：转炉冶炼
向炉中加入废钢，废钢采用低硫低磷含量的废钢，保证转炉终点钢水以重量百分比计，PP≤0.006％，S≤0.008％；出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，转炉出钢温度为1630～1650℃；
S300：RH精炼
RH进站钢液温度1600～1640℃，RH的真空度≤67Pa，RH精炼的过程中，向钢液中加入脱氧剂和合金调节钢液成分，RH精炼末期向钢液中加入净化剂，净化剂的加入量为钢液质量的0.8-1.2％，加入钢液净化剂后循环搅拌3～10min。
优选地，所述钢包渣改性剂按照如下质量份组成：轻烧白云石14～20份，石灰20～30份，铝酸钙3～5份。
优选地，S300：RH精炼过程中，脱碳处理时循环气体流量为150-250Nm3/h，脱碳处理后循环气体流量为250-300Nm3/h。
优选地，所述的净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1；所述的有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和生物质；所述的粘合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂。
优选地，净化剂有效组分还包括石墨粉、赤玉土和镁锰合金。
优选地，所述的净化剂有效组分按照如下质量份组成：金属铝50～70份，石灰粉20～40份，石墨粉0～30份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，赤玉土0～1份，镁锰合金0-2份。
优选地，所述有效组分和黏合组分通过压块机或者圆盘造球机黏合形成颗粒状的净化剂。
本发明的一种洁净钢的生产工艺，采用上述的洁净钢的冶炼方法进行冶炼，冶炼完成后进行连铸，连铸中间包采用多层覆盖剂，长水口吹氩保护浇注，其中钢水ΔT为15℃～25℃，ΔT为钢水过热度。
优选地，双层覆盖剂是由覆盖剂底层料和覆盖剂上层料组成，下层覆盖剂按如下质量份组成：石灰20～30份，石英8～10份，膨润土3～5份，Al2O3 2～5份；上层覆盖剂按如下质量份组成：石英40～50份，石墨粉2～4份，石灰3～5份，转炉风淬渣1～2份；下层覆盖剂与上层覆盖剂的质量比为≥2/3。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种洁净钢的冶炼方法，通过铁水经过铁水预处理进行脱硅、脱硫处理，而后在转炉中进行冶炼，出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，RH精炼末期向钢液中加入净化剂，提高了钢液的净化效果，进而提高洁净钢的冶炼质量；
(2)本发明的一种洁净钢的冶炼方法，所采用的净化剂促进钢中夹杂物脱除、且不会对钢液产生二次污染，经过本净化剂处理后的钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，通过有效组分和黏合组分的配合作用，可以改善钢液的净化效果；
(3)本发明的一种洁净钢的冶炼方法，精炼渣中的(FeO+MnO)与净化剂反应产生的Fe和Mn通过钢渣界面进入钢液，Al2O3、SiO2被精炼渣吸收，从而降低精炼渣对钢液的氧化。洁净钢冶炼过程中，碳化硅能与钢液中的溶解氧和氧化物发生反应，降低钢液中氧含量，且反应产生的CO气体降低了固态氧化物的产生，CO气体上浮去除对钢液的搅拌作用进一步促进了夹杂物的上浮去除；
(4)本发明的一种洁净钢的生产工艺，采用上述的洁净钢的冶炼方法进行冶炼，冶炼完成后进行连铸，连铸中间包采用多层覆盖剂，长水口吹氩保护浇注，其中钢水ΔT为15℃～25℃，ΔT为钢水过热度，多层覆盖剂避免了钢液吸气而增加钢液中的杂质，提高了钢液在连铸过程中的质量，在连铸的过程中进一步对上浮的夹杂物进行吸收，提高了钢液的质量。
附图说明
图1为本发明的一种洁净钢的冶炼方法的流程图。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
实施例1
本实施例的RH精炼炉在真空室的下部设有上升管和下降管，上升管和下降管相连通，脱气处理时将上升管和下降管插入钢液，靠真空室被抽成真空后建立的压差使钢液由上升管进入真空脱气室，同时在上升管中吹入驱动气体，利用气泡泵原理抽引钢液流过脱气室和下降管产生循环运动，并在真空室内脱除气体。
其中本发明中的净化剂，在之前已经申请了发明专利(2017103896965-一种用于钢液脱夹杂的钢液净化剂)，在进一步的研究中，申请人通过一系列的研究，将该钢液净化剂应用于洁净钢冶炼过程中，降低了洁净钢中的有害元素和杂质含量，提高了洁净钢的质量。
本实施例的一种洁净钢的冶炼方法，步骤如下：
S100：铁水预处理
S110：脱硫处理
高炉铁水装入铁水预处理罐内，铁水预处理时控制扒渣率≥95％，入炉铁水温度≥1250℃，本实施例为1280℃，向罐内喷入石灰，每吨铁水喷石灰5～10Kg，将铁水中硫含量脱至0.008％以下；
S120：脱硅处理
进行吹氧脱硅，每吨铁水吹氧5～8m3，并向铁水中喷入预处理剂，所述的脱硅剂各组分按如下质量分组成：石灰7～15份，氧化铁皮10～15份，红土镍矿1～3份；脱硅完成之后扒渣，控制铁水温度为1300～1400℃；本实施例为进行吹氧脱硅，每吨铁水吹氧6m3，并脱硅剂各组分按如下质量分组成：石灰10份，氧化铁皮12份，红土镍矿1份；脱硅完成之后扒渣，控制铁水温度为1350℃
S200：转炉冶炼
向炉中加入废钢，废钢采用低硫低磷含量的废钢，P≤0.006％，S≤0.006％，入炉废钢比≤10％；保证转炉终点钢水以重量百分比计，P≤0.006％，S≤0.008％；出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，加入量为6～8kg/t钢，该钢包渣改性剂按照如下质量份组成：轻烧白云石14～20份，石灰20～30份，铝酸钙3～5份；处理后钢水中P≤0.006％，S≤0.008％；转炉出钢温度为1630～1650℃，出钢过程采用挡渣出钢，保证渣层厚度≤80mm；本实施例的钢包渣改性剂，加入量为6kg/t钢，该钢包渣改性剂按照如下质量份组成：轻烧白云石15份，石灰25份，铝酸钙3份。
S300：RH精炼
S310、净化剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一：制备黏合组分
按质量份称取高岭土70kg和磺化酚醛树脂30kg在干燥箱中干燥，干燥完成后在搅拌机中混合搅拌15～20min，本实施例为18min，混合均匀得到黏合组分；
步骤二：制备有效组分
按质量份称取金属铝60kg、石灰粉30kg、二氧化钛18kg、碳化硅粉15kg和生物质3kg在干燥箱中干燥，干燥完成后在搅拌机中混合搅拌25～30min，本实施例为30min，混合均匀得到有效组分；
步骤三：净化剂混合料
将黏合组分加入到有效组分的搅拌机中，且有效组分和黏合组分的质量比为8:1，混合完成得到净化剂混合料；
步骤四：制粒
在造球机中加入净化剂混合料，并向净化剂混合料中喷水，净化剂混合料滚动机械力的作用下，净化剂混合料黏合、制粒得到颗粒状的净化剂，并用圆孔筛筛选出颗粒直径为5～10mm的净化剂；净化剂的颗粒粒径为5～10mm，提高了净化剂颗粒与钢液的接触、混合效果，改善了净化剂与钢液的反应动力学，而后将净化剂在密闭条件下70℃下保温1h；而后将净化剂颗粒在干燥箱中干燥得到净化剂，冷却后将净化剂密封待用。
S320、RH处理前要求真空槽温度≥1300℃，真空设备必须完好，真空度能达到67Pa以下方可冶炼。RH进站钢液温度1600～1640℃，RH的真空度≤67Pa，本实施例RH进站钢液温度为1630℃，RH的真空度为65Pa；循环气体流量为150-300Nm3/h，具体操作为脱碳处理时，脱碳处理前期的循环气体流量为150-200Nm3/h，本实施例优选200Nm3/h，时间为8min；脱碳处理后期的循环气体流量为200-250Nm3/h，本实施例优选240Nm3/h，时间为5min；脱碳处理后循环气体流量为250-300Nm3/h，本实施例优选270Nm3/h。
RH精炼的过程中，向钢液中加入脱氧剂和合金调节钢液成分，脱氧剂为铝粒或者硅铁，或者两者的混合物；本实施例采用的为铝粒；合金为金属合金入合金必须提前进行烘烤处理，烘烤时间大于30min。RH精炼末期向钢液中加入净化剂，净化剂的加入量为钢液质量的0.05-1.5％，优选0.8-1.2％，本实施例为1％，加入钢液净化剂后循环搅拌3～10min。经过进一步的研究，申请人优化了搅拌的时间控制，具体的混合搅拌的时间为：
Figure BDA0001366375150000061
k为温度系数，k＝2.5×105～3.0×105，℃·m3，本实施例选2.8×105；
γ为净化剂的加入量；
T为RH进站钢液温度；
v为循环气体流量，250-300Nm3/h＝4.1～5.0m3/min。
本发明的一种洁净钢的生产工艺，采用上述的洁净钢的冶炼方法进行冶炼，冶炼完成后进行连铸，连铸中间包采用多层覆盖剂，长水口吹氩保护浇注，其中钢水ΔT为15℃～25℃，ΔT为钢水过热度，双层覆盖剂是由覆盖剂底层料和覆盖剂上层料组成，下层覆盖剂按如下质量份组成：石灰20～30份，石英8～10份，膨润土3～5份，Al2O3 2～5份；上层覆盖剂按如下质量份组成：石英40～50份，石墨粉2～4份，石灰3～5份，转炉风淬渣1～2份；下层覆盖剂与上层覆盖剂的质量比为≥2/3；本实施例下层覆盖剂按如下质量份组成：石灰25份，石英8份，膨润土5份，Al2O33份；上层覆盖剂按如下质量份组成：石英40份，石墨粉3份，石灰3份，转炉风淬渣2份。
多层覆盖剂避免了钢液吸气而增加钢液中的杂质，提高了钢液在连铸过程中的质量，且多层覆盖剂的创造性的组分，下层覆盖剂直接与钢液接触，在连铸的过程中进一步对上浮的夹杂物进行吸收，提高了钢液的质量。
冶炼得到钢中S≤80ppm、P≤60ppm、O≤30ppm、H≤3.0ppm，提高了洁净钢的质量；净化剂对钢液净化的反应机理可能如下：精炼末期精炼渣中(FeO+MnO)含量大概在1～3％，当渣中的FeO、MnO含量较高时，将产生非金属夹杂物，不利于提高钢液的洁净度。在洁净钢冶炼过程中，为减少精炼中(FeO+MnO)与钢液中合金元素氧化反应的发生，因此有必要进一步降低精炼渣的氧化性。在钢液中加入净化剂，净化剂在钢液中可发生以下反应：
Al+3/2(FeO)＝1/2(Al2O3)+3/2[Fe]
Al+3/2(MnO)＝1/2(Al2O3)+3/2[Mn]
SiC+3(FeO)＝SiO2+CO↑+3[Fe]
SiC+3[O]＝SiO2+CO↑+3[Fe]
3(TiO2)+C＝[Ti3O5]+CO
精炼渣中的(FeO+MnO)与净化剂反应产生的Fe和Mn通过钢渣界面进入钢液，Al2O3、SiO2被精炼渣吸收，从而降低精炼渣对钢液的氧化。洁净钢冶炼过程中，碳化硅能与钢液中的溶解氧和氧化物发生反应，降低钢液中氧含量，且反应产生的CO气体降低了固态氧化物的产生，CO气体上浮去除对钢液的搅拌作用进一步促进了夹杂物的上浮去除。而且，生物质反应速度迅速，促进了后续反应的进行，提高了反应的效率；H2、CH4可对渣中的[O]反应，从而直接降低钢液中的[O]含量，将氧含量降低至30ppm以下，而且减少了脱氧夹杂物的产生，产生的气体对钢液进行搅拌，并在钢液中形成小的真空室，从而促进了夹杂物的上浮，提高了钢液的洁净度；且粘结组分中的磺化酚醛树脂可以在后期作为钢液搅拌的促进剂，提高了钢液的净化效果。且生物质中可与TiO2反应，上述反应产生的Ti3O5是稳定的大离子半径的原子团，可以吸附其他的夹杂物，易上浮被精炼渣吸附去除。此外，本发明通过采用石灰粉对夹杂物进行变性处理，石灰粉在炼钢温度下比金属钙更稳定，且不容易挥发、不分解，而且不会产生由于喷吹法引起的钢液增氮，可以在原始钢液氧势很高的情况下，仍保持脱氧后总氧含量较低。
石灰粉的加入能使绝大部分固体簇状氧化铝夹杂变成低熔点富CaO低熔点的铝酸钙夹杂，降低了钢中高熔点的簇状Al2O3夹杂的含量，进而将高熔点脆性Al2O3夹杂通过改性生成低熔点的夹杂物，促进夹杂物上浮，并把易聚集长大MnS夹杂部分或全部改性成细小CaS夹杂，从而净化钢液，提高钢材质量。本发明的净化剂金属铝、碳化硅粉、生物质可以降低钢液及渣中的氧化性，且碳化硅粉、生物质反应生成的气体对钢液进行搅拌，促进了钢液中的夹杂物上浮，促进钢中夹杂物上浮至钢渣界面，与此同时净化剂对钢液中的夹杂物进行改性，在本发明净化剂各组分共同作用下，降低了了钢液中的氧化性，能够有效促进钢液中夹杂物脱除和夹杂物改性，改性后的夹杂物成为多层球体，夹杂物细小、且分布均匀，高熔点夹杂物能够向低熔点夹杂物转变，有利于夹杂物的去除，且在气体搅拌的作用下钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢铁制品性能产生影响，从而提高了钢液的质量。
经钢液净化剂处理后钢中的夹杂物数量较少，夹杂物尺寸较小，尺寸小于3μm的占夹杂物总量80％，夹杂物类型主要为镁铝尖晶石和硅酸盐类夹杂物，钢中单独存在的Al2O3夹杂较少。试验研究表明采用钢液净化剂处理后的钢中夹杂物含量显著降低，钢中夹杂物发生了变性，钢液的净化效果明显。采用实施例1的净化剂处理后的钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢铁制品性能产生影响。
采用的净化剂为颗粒状，净化剂为球形颗粒状，颗粒直径为5～10mm；净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1，本实施例优选8:1，有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和生物质，有效组分的按如下质量份金属铝50～70份，石灰粉20～40份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，本实施例选：金属铝60kg，石灰粉30kg，二氧化钛18kg，碳化硅粉15kg，生物质3kg。
值得注意的是：有效组分中的各组分均为粉状，且粒度≤0.1mm，即金属铝、石灰粉、二氧化钛、碳化硅粉为粉状，且金属铝、石灰粉、二氧化钛、生物质的粒度≤0.1mm，碳化硅粉的粒度≤0.05mm。值得注意的是：本实施例的生物质为农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物。
本实施例的金属铝中的Al含量大于92％，本实施例为93％；本实施例的石灰为活性石灰，其是在煅烧温度1100℃而获得的晶粒小、孔隙率高、体积密度小的石灰，且本实施例所采用的石灰的活性度在330ml/4N-HCl。碳化硅粉由硅与碳元素以共价键结合的非金属碳化物。
本实施例的粘合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂，粘合组分按如下质量份组成：高岭土60～80份，磺化酚醛树脂20～40份；本实施例选：高岭土70kg，磺化酚醛树脂30kg。
在制粒的过程中CaO对生物质进行改质处理，进而提高了净化剂颗粒的强度，避免颗粒粉化，且生物质在高温条件在在金属元素的促进下生物质的分解，碳化硅粉、生物质和金属铝共同作用降低了钢液中的氧含量，产生气体加快了反应的进行，碳化硅粉、生物质可进一步产生气体促进夹杂物上浮，石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛改善精炼过程中夹杂上浮去除的动力学条件，并对对夹杂物进行改性或者吸附，从而促进了钢液中的夹杂物上浮，进一步地促进夹杂物的去除，减少钢中非金属夹杂物的含量，提高了钢液的质量。
本发明的净化剂对钢液中夹杂物脱除、且不会二次污染钢液的研究，经过本发明脱除的钢液中的残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢制品性能产生影响。
实施例2
本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：净化剂为颗粒状，净化剂为球形颗粒状，颗粒直径为5～10mm；净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1，本实施例优选5:1。
本实施例净化剂中的有效组分还包括石墨粉、赤玉土和镁锰合金；有效组分按照如下质量份组成，金属铝50～70份，石灰粉20～40份，石墨粉0～30份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，赤玉土0～1份，镁锰合金0-2份；本实施例为金属铝50kg，石灰粉20kg，石墨粉10kg，二氧化钛5kg，碳化硅粉5kg，生物质4kg，赤玉土1kg，镁锰合金2kg。将净化剂颗粒在干燥箱中干燥得到净化剂，冷却后将净化剂密封待用。
本发明进一步提高了脱氧效果，这可能是由于金属铝、石墨粉、生物质、碳化硅、赤玉土和镁锰合金粉共同作用促进了钢液中的氧的脱除，镁锰合金粉一方面具有较好的脱氧效果，而且镁锰合金粉进一步的促进了金属铝、生物质和碳化硅等物质进行脱氧，且石墨粉、生物质和碳化硅粉反应生成的气体对钢液进行搅拌，赤玉土和二氧化钛共同的反应产物对夹杂物进行吸附，促进了夹杂物的上浮，进而提高了钢液的质量。
实施例3
本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：净化剂的黏合组分还包括淀粉和高岭土，黏合组分按照如下质量份组成：高岭土60～80份，磺化酚醛树脂20～40份，淀粉0-10份，油砂0-5份。本实施例按照如下质量组成：高岭土80kg，磺化酚醛树脂40kg，淀粉5kg，油砂2kg。钢样的检测结果基本同实施例1。黏合组分中的淀粉和油砂在前期发挥黏合的作用，后期其会参与钢液中的脱氧反应，并产生气体，从而促进了夹杂物的上浮，也同时提高了脱氧效率。
采用本发明的净化剂，在炼钢精炼过程中，净化剂中的金属铝、石墨粉、生物质、碳化硅、赤玉土、镁锰合金粉和泥炭共同作用促进了钢液中的氧的脱除，镁锰合金粉一方面具有较好的脱氧效果，而且镁锰合金粉进一步的促进了金属铝、生物质和碳化硅等物质进行脱氧，且石墨粉、生物质和碳化硅粉反应生成的气体对钢液进行搅拌，提高了脱氧效果；此外能够有效促进钢液中夹杂物脱除和夹杂物改性，改性后的夹杂物成为多层球体，细小、且分布均匀，高熔点夹杂物能够向低熔点夹杂物转变，有利于夹杂物的去除，且处理后的钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，且残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢铁制品性能产生影响；另外，反应产物产生的气体对钢液进行搅拌，促进了夹杂物的上浮。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本发明中，术语“优选地”不是排他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (7)

1.一种洁净钢的冶炼方法，其特征在于：铁水经过铁水预处理进行脱硅、脱硫处理，而后在转炉中进行冶炼，出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，所述的钢包渣改性剂包括轻烧白云石，控制处理后钢水中P≤0.006％，S≤0.008％；RH精炼末期向钢液中加入净化剂，净化剂的加入量为钢液质量的0.05-1.5％，所述的净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1；所述的有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛、生物质、石墨粉、赤玉土和镁锰合金；所述的黏合组分包括高岭土和磺化酚醛树脂；
加入净化剂的混合搅拌的时间为：
Figure FDA0002564875910000011
k为温度系数，k＝2.5×105～3.0×105，℃·m3；
γ为净化剂的加入量；
T为RH进站钢液温度；
v为循环气体流量，250-300Nm3/h＝4.1～5.0m3/min；
具体的冶炼步骤如下：
S100：铁水预处理
高炉铁水装入铁水预处理罐内，向罐内喷入石灰和脱硅剂，将铁水中硫含量脱至0.008％以下，完成之后扒渣，控制铁水温度为1250～1280℃；
S200：转炉冶炼
向炉中加入废钢，废钢采用低硫低磷含量的废钢，保证转炉终点钢水以重量百分比计，P≤0.006％，S≤0.008％；出钢过程向钢包内加入钢包渣改性剂，转炉出钢温度为1630～1650℃；
S300：RH精炼
RH进站钢液温度1600～1640℃，RH的真空度≤67Pa，RH精炼的过程中，向钢液中加入脱氧剂和合金调节钢液成分，RH精炼末期向钢液中加入净化剂，净化剂的加入量为钢液质量的0.8-1.2％，加入钢液净化剂后循环搅拌3～10min。
2.根据权利要求1所述的一种洁净钢的冶炼方法，其特征在于：所述钢包渣改性剂按照如下质量份组成：轻烧白云石14～20份，石灰20～30份，铝酸钙3～5份。
3.根据权利要求1所述的一种洁净钢的冶炼方法，其特征在于：S300：RH精炼过程中，脱碳处理时循环气体流量为150-250Nm3/h，脱碳处理后循环气体流量为250-300Nm3/h。
4.根据权利要求1所述的一种洁净钢的冶炼方法，其特征在于：所述的净化剂有效组分按照如下质量份组成：金属铝50～70份，石灰粉20～40份，石墨粉0～30份，二氧化钛5～20份，碳化硅粉5～15份，生物质2～4份，赤玉土0～1份，镁锰合金0-2份。
5.根据权利要求1所述的一种洁净钢的冶炼方法，其特征在于：所述有效组分和黏合组分通过压块机或者圆盘造球机黏合形成颗粒状的净化剂。
6.一种洁净钢的生产工艺，其特征在于：采用权利要求1-5的洁净钢的冶炼方法进行冶炼，冶炼完成后进行连铸，连铸中间包采用多层覆盖剂，长水口吹氩保护浇注，其中钢水ΔT为15℃～25℃，ΔT为钢水过热度。
7.根据权利要求6所述的一种洁净钢的生产工艺，其特征在于：双层覆盖剂是由覆盖剂底层料和覆盖剂上层料组成，下层覆盖剂按如下质量份组成：石灰20～30份，石英8～10份，膨润土3～5份，Al2O3 2～5份；上层覆盖剂按如下质量份组成：石英40～50份，石墨粉2～4份，石灰3～5份，转炉风淬渣1～2份；下层覆盖剂与上层覆盖剂的质量比≥2/3。
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