CN107815519A

CN107815519A - 一种钢包渣改质剂及改质处理方法

Info

Publication number: CN107815519A
Application number: CN201711287175.5A
Authority: CN
Inventors: 庞炜光; 赵艳宇; 贾祥超; 周立武; 王东; 胡志远; 刘风刚; 彭开玉
Original assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Current assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2018-03-20

Abstract

本发明公开了一种钢包渣改质剂及改质处理方法，属于冶金技术领域。按照重量百分比，所述改质剂包含以下组分：CaO 50‑80％、SiO₂5‑15％、MgO5‑20％、Al₂O₃5‑15％，S≤0.08％、P≤0.025％。使用该改质剂对钢包渣进行改质处理的方法是在炼钢的出钢过程中加入所述改质剂。该改质剂应用于包括转炉炼钢、精炼和连铸浇钢的炼钢流程中，将原本含有高熔点相的硅钢渣改质为低熔点渣，以减少钢包渣高熔点相的析出，进而降低其熔化温度和粘附性能，克服生产高硅高铝钢时钢包粘渣增重现象，保证生产顺利进行。

Description

一种钢包渣改质剂及改质处理方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种钢包渣改质剂及改质处理方法。

背景技术

在生产高硅高铝钢时，在钢包的周转使用过程中包壁出现了不同程度的粘渣现象，特别是随着电工钢产量的增加，钢包粘渣增重的现象变得比较突出。钢包粘渣主要发生在浇铸过程中，随着钢液面的下降，熔渣与包壁耐火材料大面积接触，并粘附在钢包壁上。钢包粘渣导致钢包的有效容积减少，钢渣液面升高，钢包重量增加。按照既定的转炉装入制度出钢，时常造成钢包进精炼站后因净空小而无法正常处理的现象，从而严重影响了生产的顺利进行。

发明内容

本发明提供一种钢包渣改质剂及改质处理方法，解决了生产高硅高铝钢时钢包粘渣增重的技术问题。

一方面，为解决上述问题，本发明提供了一种钢包渣改质剂，按照重量百分比，所述改质剂包含以下组分：CaO 50-80％、SiO₂ 5-15％、MgO 5-20％、Al₂O₃ 5-15％，S≤0.08％、P≤0.025％。

进一步地，各组分粒度为10-50mm。

进一步地，所述改质剂的使用量为2-10kg/吨钢。

另一方面，本发明提供了使用上述改质剂对钢包渣进行改质处理的方法：在炼钢的出钢过程中加入所述改质剂。

进一步地，所述改质剂的投加量为2-10kg/吨钢。

进一步地，所述改质剂加入时采用A流量档位进行搅拌，出钢完毕后采用B流量档位搅拌，其中B流量档位＞A流量档位。

进一步地，所述B流量档位的搅拌时间为2-6min。

进一步地，连铸铸毕至翻包时间控制在4min之内。

本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例提供的钢包渣改质剂，按照重量百分比包含以下组分：CaO 50-80％、SiO₂ 5-15％、MgO 5-20％、Al₂O₃ 5-15％，S≤0.08％、P≤0.025％。该改质剂能够将原本含有高熔点相的硅钢渣改质为低熔点渣，以减少钢包渣高熔点相的析出，进而降低其熔化温度和粘附性能，从而解决生产高硅高铝钢时钢包粘渣增重的问题，保证生产顺利进行。

2、本申请实施例提供的使用上述改质剂对钢包渣进行改质处理的方法，在炼钢的出钢过程中加入所述改质剂对钢包渣进行改质处理，能够减少钢包渣高熔点相的析出，降低其熔化温度和粘附性能，避免高硅高铝钢钢包粘渣增重现象。

附图说明

图1是本发明实施例中两种典型易发生粘包的钢包渣成分的XRD谱图；

图2是本发明实施例中两种典型易发生粘包的钢包渣成分的SEM-EDS图；

图3是本发明实施例中钢包残砖粘渣层的SEM-EDS图；

图4是使用本发明实施例提供的钢包渣改质剂进行改质时改质剂加入前与加入后的钢包净重变化趋势图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种钢包渣改质剂及改质处理方法，解决了生产高硅高铝钢时钢包粘渣增重的技术问题，保证了生产的顺利进行。

为解决上述技术问题，本发明实施例总体思路如下：

本发明提供了一种钢包渣改质剂，适用于对高硅高铝钢的钢包渣改质，按照重量百分比，所述改质剂包含以下组分：CaO 50-80％、SiO₂ 5-15％、MgO 5-20％、Al₂O₃ 5-15％，S≤0.08％、P≤0.025％。

本申请按照上述各组分配比组成的钢包渣改质剂，能够将原本含有高熔点相的硅钢渣改质为低熔点渣，以减少钢包渣高熔点相的析出，进而降低其熔化温度和粘附性能，从而解决生产高硅高铝钢时钢包粘渣增重的问题，保证生产顺利进行。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

一方面，为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种钢包渣改质剂，应用于包括转炉炼钢、精炼和连铸浇钢的炼钢流程中，按照重量百分比，所述改质剂包含以下组分：CaO 50-80％、SiO₂ 5-15％、MgO 5-20％、Al₂O₃ 5-15％，S≤0.08％、P≤0.025％。

本实施例中，CaO、SiO₂、MgO、Al₂O₃的粒度在10-50mm范围内为宜，粒度小于10mm，化合物比表面积大，易受潮，而且加入时容易冒烟，不环保；粒度大于50mm，加入后不易融化，改质效果差。

本实施例中，所述改质剂的投加量为2-10kg/吨钢。

下面对钢包的粘渣机理进行详细说明。

为了解决钢包渣粘渣问题，首先对钢包粘渣机理进行了研究，以确定相应的改质剂组成。

表1为两种典型易发生粘包的硅钢精炼终渣成分。从表1中可以看出：两种渣的主要化学成分为CaO、SiO₂、MgO、Al₂O₃，其中Al₂O₃的含量较高，碱度(R＝CaO/SiO₂)在2左右。

表1钢包渣主要化学成分/％

对表1中A、B两种渣进行XRD物相检测，结果如图1所示。由图1可见，两种渣的物相基本相同，主要是钙铝黄长石(Ca₂Al₂SiO₇)和镁铝尖晶石(MgAl₂O₄)。钙铝黄长石的熔点为1590℃，镁铝尖晶石熔点高达2130℃，这种高熔点相的大量存在将使硅钢精炼渣的熔化温度大幅提高。

硅钢精炼渣的SEM-EDS检测结果如图2所示，由图2可见，SEM与XRD分析结果一致，两种渣的物相主要是以钙铝黄长石为基体，而镁铝尖晶石以不规则块状分布于钙铝黄长石中，此外还发现少量呈细条状的铝酸钙(CA)相。

图3为钢包残砖粘渣层形貌，由图3可见，粘渣物主要为黑色块状的镁铝尖晶石(MA)、浅灰色的钙铝黄长石(C₂AS)、深灰色的二铝酸钙(CA₂)和亮白色的冷钢。

对比分析两种钢包渣及残砖粘渣层的物相可知，其物相种类高度一致，均有大量的MA和C₂AS存在。区别在于粘渣层中有较多的二铝酸钙，且镁铝尖晶石的数量更多，尺寸更大。表2为两种钢包渣及粘渣物的熔化温度，可以看出，两种钢包渣的熔化温度均高达1500℃左右，而粘渣物的熔化温度高于1600℃，超过了熔化温度测定装置的测试范围。这主要与粘渣物中较高含量的高熔点相镁铝尖晶石和二铝酸钙(熔点1750℃)有关。同时易发生粘包的两种渣粘度较高，流动性较差。

表2钢包渣及粘渣物的熔化温度

综合分析钢包渣和粘渣层可知，钢包粘渣主要发生在浇铸过程中，随着钢液面的下降，钢液温度降低，钢包渣的温度大幅下降。此时，由于钢包渣本身的熔化温度较高，渣中高熔点镁铝尖晶石大量析出，析出相一方面粘附在钢包壁上，形成粘渣物；另一方面留在渣中导致渣流动性变差，引起熔渣粘附在钢包壁上，因此粘渣层中会有较低熔点的钙铝黄长石相。镁铝尖晶石的熔点很高，再加上冷钢的锚固作用，粘渣物牢牢的粘附在钢包壁上，即使受到钢水的冲刷也不易脱落，如此循环往复，导致钢包壁逐渐变厚。

通过以上内容可以看出，钢包发生粘渣的根本原因在于钢包渣的成分，钢包渣的成分决定了高熔点相的产生，及其高熔化温度和高粘度性能。所以为解决钢包粘渣增重问题，开发出了本申请的改质剂配方，通过上述用量配比的钢包渣改质剂对钢包渣改质，使其碱度、Al₂O₃、MgO含量在合适范围内，将原本的含有高熔点相的硅钢渣改质成低熔点相渣，以降低其熔化温度和粘度，避免高硅高铝钢钢包粘渣增重现象。

另一方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种使用上述改质剂对钢包渣进行改质处理的方法，具体是在炼钢的出钢过程中加入所述改质剂。

本实施例中，所述改质剂的投加量为2-10kg/吨钢。高硅高铝钢的钢包渣的熔化温度受碱度和Al₂O₃含量影响很大，提高渣碱度并控制Al₂O₃含量可以有效的降低熔化温度。熔化温度主要取决于渣中物相的种类和含量，提高渣碱度可以减少或避免高熔点相的析出。改质剂投入量的确定主要是为了将钢包渣改质，使其碱度、Al₂O₃、MgO含量在合适范围内。投加量超过此范围，不能有效降低钢包渣的熔化温度。

本实施例中，所述改质剂加入时采用A流量档位进行搅拌，出钢完毕后采用B流量档位搅拌，其中B流量档位＞A流量档位。优选的，所述B流量档位的搅拌时间为2-6min。搅拌的目的是为了使改质剂充分融化，从而调合原渣，达到改质的目的。加入时采用较小流量档位搅拌，是为了防止出钢过程中钢水的剧烈翻滚造成安全风险(设备、人员烫伤等)，此时加入的改质剂并未充分融化；出完钢后，钢水车开至空旷安全之处，此时采用大流量搅拌，是为了使改质剂更充分的融化，使之与钢包原渣发生充分融合，达到改变顶渣成分以及物相的目的。同时在此搅拌过程中，低熔点的顶渣可以对钢包壁进行一定的洗刷作用，也能够起到缓解钢包粘渣的作用。

本实施例中，连铸铸毕至翻包时间控制在4min之内。具体而言，从浇铸完毕到翻包的时间越短越好，因温度较高的钢水浇铸完毕，顶渣不能再从钢水吸热，其温降加快，随着熔渣凝固，大量高熔点相析出，会粘附在钢包壁和底上，所以应当在浇注完毕后，立马进行翻渣操作，将钢包剩渣快速倒出，防止粘附在钢包内。进一步地，为了保持钢包内的温度，减少温降，减缓钢包渣凝固速度，禁止提前抬起大包旋转台包盖。

通过以上内容可以看出，采用本申请实施例中的改质剂对钢包渣改质，能够将原本含有高熔点相的硅钢渣改质为低熔点渣，再辅以适当的工艺，减少了钢包渣高熔点相的产生，降低了其熔化温度和粘附性能，从而更好的解决了高硅高铝钢钢包粘渣增重的问题。

为了使本领域所属技术人员能够进一步的了解本发明实施例的方案，下面将基于本发明实施例所介绍的方案对其进行详细介绍。

本实施例使用所述改质剂对钢包渣进行改质处理的方法具体包括以下步骤：

步骤S1：出钢过程改质剂对钢包渣进行改质处理，改质剂随钢流加入，加入量2-10kg/吨钢，加入时采用400L/min流量进行搅拌，出钢完毕再采用800L/min流量搅拌2-6min；

步骤S2：调整钢包周转结构，控制每日前、中、后期包的投包比例(各占1/3)，铸毕至翻包的时间严格控制在4min之内，严禁提前抬起大包盖；及时清理钢包残渣，对明显有包沿的钢包必须进行清除，以保证钢包清洁度；

步骤S3：根据当日/当月品种结构、生产节奏，优先安排粘渣严重钢包(粘渣量>5吨)进LF炉精炼站执行LF炉涮包工艺。

钢包渣改质剂的组成及粒度如表3所示。

表3钢包渣改质剂的组成及粒度

实施例	CaO/％	SiO₂％	MgO％	Al₂O₃％	S/％	P/％	粒度/mm
								实施例1	50	15	20	15	0.08	0.02	10-20
实施例2	72	12	8	8	0.05	0.025	30-40
								实施例3	65	8	15	12	0.06	0.015	25-35
实施例4	80	6	6	8	0.06	0.015	40-50
								实施例5	67	10	18	5	0.07	0.02	20-30

改质处理的工艺参数如表4所示。

表4改质处理的工艺参数

由图4可以看出，本申请实施例3在未加入改质剂前，钢包净重逐渐升高，最高时达到125吨，此后使用此改质剂对顶渣进行改质处理，并配合本申请实施例的工艺措施，钢包粘渣增重得到控制，并逐渐降低，此包本轮服役后期，钢包净重基本稳定在116吨左右。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种钢包渣改质剂，其特征在于，按照重量百分比，所述改质剂包含以下组分：CaO50-80％、SiO₂ 5-15％、MgO 5-20％、Al₂O₃ 5-15％，S≤0.08％、P≤0.025％。

2.如权利要求1所述的钢包渣改质剂，其特征在于，各组分粒度为10-50mm。

3.如权利要求1所述的钢包渣改质剂，其特征在于，所述改质剂的使用量为2-10kg/吨钢。

4.使用如权利要求1-3之一所述的改质剂对钢包渣进行改质处理的方法，其特征在于，在炼钢的出钢过程中加入所述改质剂。

5.如权利要求4所述的对钢包渣进行改质处理的方法，其特征在于，所述改质剂的投加量为2-10kg/吨钢。

6.如权利要求5所述的对钢包渣进行改质处理的方法，其特征在于，所述改质剂加入时采用A流量档位进行搅拌，出钢完毕后采用B流量档位搅拌，其中B流量档位＞A流量档位。

7.如权利要求6所述的对钢包渣进行改质处理的方法，其特征在于，所述B流量档位的搅拌时间为2-6min。

8.如权利要求4所述的对钢包渣进行改质处理的方法，其特征在于，连铸铸毕至翻包时间控制在4min之内。