CN109338036A - 一种高性能lf精炼渣 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种高性能LF精炼渣，包括如下组分：CaO 44‑51％、SiO2 8‑12％、MgO 6‑8％、CaF2 5‑7％、Al2O3 22‑25％、B2O3 3‑5％、二元碱度R(CaO/SiO2)5‑6。本发明的获得的LF精炼渣具有适宜的黏度和熔点并且由于良好地控制了高熔点矿相的析出而在精炼过程中不会出现精炼渣结壳现象，有效降低了钢中夹杂物的数量。

Description

一种高性能LF精炼渣
技术领域
本发明涉及一种精炼渣，具体涉及一种LF精炼渣。
背景技术
精炼渣的基本功能是脱除钢水中的夹杂物和硫氧等会对钢质量产生不利影响的元素、净化钢液、防止钢水吸气以及减少热量损失等。LF精炼渣按照其作用分为基础渣(CaO-Al2O3渣系)、助熔剂(CaF2)、发泡剂(碳化硅、碳化钙)等，各个组分的相互反应得到熔化温度低、黏度适中、发泡性能良好、脱氧脱硫性能好的精炼渣，得到较好的冶金效果，以冶炼高品质特种钢。
公开号为CN101956045A的中国发明专利公开了一种精炼渣，含有如下重量份的组分：40～55份CaO，30～45份SiO2，10～25份CaF2，≤3份Al2O3，≤2份TiO2，其中，Al2O3和TiO2的含量均不为0，精炼渣的碱度CaO/SiO2的值优选为1.0～1.4，目的在于降低帘线钢等钢水中的杂质含量，提高钢水的洁净度。然而由于该精炼渣的碱度太低导致黏度偏低因而精炼渣的流动性不够理想，其次由于Al2O3的含量偏低渣的表观黏度和熔点都偏高，综合性能不及所需。
公开号为CN102409140A的中国发明专利公开了一种轴承钢炼钢过程用精炼渣，其成分重量百分比为：CaO 45～55％，Al2O3 14～20％，SiO2 14～18％，MgO 3～12％、金属铝3～8％，TiO2≤0.15％，P+S≤0.050％，余量为杂质；精炼渣粒度，10-40mm，CaO/SiO2值范围控制在2.7～3.5。然而，上述技术方案得到的精炼渣同样也存在熔点、黏度、发泡性均不够理想，并且还存在易结壳的问题。
发明内容
基于上述问题，本发明提出一种高性能的LF精炼渣，其目的在于使精炼渣的黏度、发泡性能、熔点达到理想状态，并且不发生结壳现象。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高性能LF精炼渣，包括如下组分：CaO44-51％、SiO2 8-12％、MgO 6-8％、CaF25-7％、Al2O3 22-25％、B2O3 3-5％、二元碱度R(CaO/SiO2)5-6。
进一步的，CaF2/B2O3控制在1.2-1.6。
进一步的，所述精炼渣，包括如下组分：CaO 48％、SiO2 8.4％、MgO 7.8％、CaF26.7％、Al2O3 24.3％、B2O3 4.3％。
碱度的确定：在本发明技术方案的精炼渣体系中，在1500～1600℃范围内，随着精炼渣碱度的提高，精炼渣黏度呈先下降后上升的趋势，当碱度达到5.5时，精炼渣系黏度达到最小值。精炼渣碱度低于5.5时，随碱度的增大，精炼渣系黏度值逐渐减小，渣中的聚合物主要是由Si-O和Al-O所组成的网状结构，致使精炼渣系的黏度相对较高，随着碱度的提高，渣中CaO含量不断增加，CaO提供的O2-破坏了Si-O等网状结构，导致渣系黏度呈降低趋势；当精炼渣碱度大于5.5时，渣中CaO含量增加，熔渣进入非均相区，高熔点物质逐渐析出，精炼渣系黏度随之增加；此外，当碱度为5.5时1600℃开始有CaO固溶体析出，当碱度达到6时1600℃开始有CaO和MgO的固溶体同时析出，随着碱度继续增加，两种固溶体均在1600℃时就已析出，并且CaO固溶体的析出量增幅明显，MgO固溶体的析出量增加不多。说明高碱度精炼渣在1600℃时渣系中已存在固相析出，且随着碱度增加，固相析出量持续增多，由此导致生产过程中化渣困难，严重影响钢液流动性现象。此外，在碱度为5-6范围内，随着碱度的增加硅酸二钙的析出温度不断下降，析出量也持续减少并且到碱度增至5.7时硅酸二钙已不再析出。因此综合考虑上述因素，将碱度控制在5-6为宜，更优地控制在5.5-5.8，最优地控制在5.7。
MgO含量的确定：在本发明技术方案的精炼渣体系中，在1500～1600℃范围内，随着精炼渣中MgO含量由6％增加至8％，精炼渣的黏度值呈现轻微上涨的趋势，变化不明显，但当MgO含量高于8％后，精炼渣的黏度则会出现明显的上扬，将显著影响渣的脱硫效果；此外，随着MgO含量的增加CaO的析出量呈现明显下降的趋势，但是MgO含量的增加会造成钢液中高熔点的CaO和MgO共熔体的形成从而降低流动性。因此综合考虑上述因素，将MgO含量控制在6％-8％为宜，更优地控制在7％。
Al2O3含量的确定：在本发明技术方案的精炼渣体系中在，在1500～1600℃范围内，随着精炼渣中Al2O3含量的增加，渣系黏度值处于降低的趋势，当含量超过22％后渣的黏度处于基本不变的状态，当Al2O3添加量超过25％时黏度则开始明显增加，这是因为在Al2O3含量小于22％时，精炼渣系的液相量不断增加，而液相黏度也逐渐增加，渣系液相量的增加相比于渣系液相黏度的增加更明显，从而渣系的表观黏度在前期呈降低的趋势，而后渣系液相量的增加幅度开始降低，渣系液相黏度增加的幅度增加，因此渣系黏度变化逐渐呈现稳定的趋势，在Al2O3含量大于25％时，随着液相黏度地增加，渣系整体表观黏度开始增加；此外，随着Al2O3含量增加，CaO固溶体析出量减少，MgO固溶体含量也持续下降直至不再析出，这说明Al2O3含量的增加促进了Al2O3与MgO、CaO之间的反应，高熔点的CaO和MgO共熔体析出量大幅减小，低熔点的钙铝酸盐析出量明显增加。因此，综合上述因素考虑，将Al2O3含量控制在22-25％为宜，更优地控制在24％。
CaF2含量的确定：当精炼渣中CaF2含量一定时，随着精炼温度的提高，渣系黏度呈明显降低趋势。相同温度下，随着CaF2添加量的增加，精炼渣系黏度整体呈下降趋势。尽管CaF2可以大幅降低渣系黏度；此外，随着CaF2含量的提高，CaO固溶体析出量持续增加，MgO固溶体析出量则呈现先增加后减少的趋势，并在CaF2含量达到7％时CaO和MgO共熔体不再析出，在大于1320℃时固溶体析出量一直保持在一个很低的水平，前期精炼渣系的化渣可以得到很好的保证。因此，综合考虑上述因素，CaF2含量在5-7％左右为宜。
B2O3含量的确定：在本发明技术方案的精炼渣体系中，在1500～1600℃范围内，随着精炼渣中B2O3含量的增加，渣系黏度呈先快速下降，后降低缓慢的趋势。当B2O3超过5％后，精炼渣黏度值急剧增加，之后又保持相对稳定变化不明显；此外，随着精炼渣中B2O3含量的增加，CaO和MgO固溶体的析出量均持续减少，在B2O3含量为5％时，CaO和MgO共熔体不再析出，而MgO固溶体在B2O3含量为3％时就已不再析出，渣系液相量不断增加，这说明B2O3的加入促进了CaO、MgO与其他物质的反应，抑制了相应的高熔点物质析出，提高了钢液的流动性，然而当B2O3添加量在大于5％之后，开始析出镁铝尖晶石，并且析出量随着B2O3含量的增加而快速增多，尖晶石的析出导致渣系固液比增加，精炼渣黏度骤增。因此，综合考虑上述因素，B2O3含量在3-5％左右为宜，更优地控制在4-5％，最优地控制在5％。
CaF2/B2O3的确定：尽管CaF2/B2O3对钢渣综合影响的机理尚未证实，但实验表明，在本发明技术方案的精炼剂体系中，当CaF2/B2O3控制在1.2-1.6时，钢渣黏度以及高熔点物质的析出均处于非常低的水平。
本发明的有益效果：本发明的获得的LF精炼渣具有适宜的黏度和熔点并且由于良好地控制了高熔点矿相的析出而在精炼过程中不会出现精炼渣结壳现象，有效降低了钢中夹杂物的数量。
具体实施方式
实施例1-11
一种LF精炼剂，包括的组分如表1所示。
对比例1-2
一种精炼剂，包括的组分如表1所示，该比较例的二元碱度处于本发明技术方案涉及的范围之外。
对比例3-4
一种精炼剂，包括的组分如表1所示，该比较例的MgO含量处于本发明技术方案涉及的范围之外。
对比例5-6
一种精炼剂，包括的组分如表1所示，该比较例的Al2O3含量处于本发明技术方案涉及的范围之外。
对比例7-8
一种精炼剂，包括的组分如表1所示，该比较例的B2O3含量处于本发明技术方案涉及的范围之外。
测试方式
1)黏度测定
采用熔体物性测定仪对上述实施例和对比例中的精炼渣进行黏度测试。
2)熔点测定
采用熔体物性测定仪对上述实施例和对比例中的精炼渣进行熔点测试。
3)结晶相析出温度测定
通过差热分析仪测定精炼渣中结晶相开始析出温度。
表1各实施例和对比例精炼渣组分含量及性能指标
从上表可见，根据本发明技术方案制备得到的精炼渣黏度处于0.155Pa·s以下、熔点处于1350-1500℃之间，高熔点矿相(即结晶相)的析出温度在1580℃以下，能够很好的应用于LF精炼。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高性能LF精炼渣，其特征在于：包括如下组分：CaO44-51％、SiO2 8-12％、MgO 6-8％、CaF2 5-7％、Al2O3 22-25％、B2O3 3-5％、二元碱度R(CaO/SiO2)5-6。
2.一种如权利要求1所述的高性能LF精炼渣，其特征在于：CaF2/B2O3控制在1.2-1.6。
3.一种如权利要求1或2所述的高性能LF精炼渣，其特征在于：所述精炼渣，包括如下组分：CaO48％、SiO28.4％、MgO7％、CaF26.7％、Al2O3 24％、B2O35％。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101403071A (zh) * 2008-11-06 2009-04-08 徐宏亮 高合金热作钢及其生产方法
CN104046750A (zh) * 2013-10-14 2014-09-17 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种制备轴承钢的方法

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王宏明等: "B2O3作助熔剂对CaO基精炼渣系熔化温度的影响", 《特殊钢》 *

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