CN113136480A - 钢包渣改质剂及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种钢包渣改质剂及其制备和使用方法。针对现有的钢包渣改质剂中存在的熔化效果差、降低钢包渣氧化性能力偏低、对环保及耐材使用寿命不利等问题，本发明提供了一种钢包渣改质剂，组成包括：按重量百分比计，主料CaCO₃50％‑60％、Al₂O₃5％‑10％、Al 35％‑40％、NaCl：2‑5％；占主料总重量0.5％‑2％的辅料成型结合剂。本发明还提供了上述钢包渣改质剂的制备方法和使用方法，适用于所有铝脱氧钢种中，用来改善渣态，降低钢包渣氧化性。

Description

钢包渣改质剂及其制备和使用方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种钢包渣改质剂及其制备和使用方法。

背景技术

攀钢在超低碳钢生产过程中的钢包渣控制一直存在熔点较高，结壳严重的问题，同时氧化性偏高，FeO含量大，比例分布在15％以上。

上述问题的存在，将会导致钢包渣的覆盖保护效果变差，不利于夹杂物的吸附去除，同时易造成钢液的二次氧化，这也是攀钢超低碳钢生产过程Als烧损严重的一个诱因。

在现有的工艺条件下，熔渣均处于高熔点区域，这不利于对钢中夹杂物的吸附，实际检验及对比结果也表明了这一点。攀钢的汽车板用超低碳钢夹杂物密度高，杂质含量高。

因此，开发一种改善钢包渣状态同时降低钢包渣氧化性的钢包渣改质剂十分有必要。

专利CN101665858A公开了一种炉外精炼用钢包渣改性剂，按重量百分比原料的组成为：活性石灰50～70％、萤石10～30％、铝酸钙10～30％,其化学组成成分分别应满足：活性石灰：CaO≥90％,MgO＜8％,活性度≥300ml；萤石：CaF₂≥80％,SiO₂＜15％；铝酸钙：40％＜CaO＜60％,25％＜Al₂O₃≤45％,SiO₂＜5％,MgO＜5％；将三种原料破碎至粒度≤20mm,再用搅拌机混合15～30分钟,待混合均匀后包装即得成品。该改性剂在转炉出钢过程中随钢流加入到钢包内,加入量为3～7kg/t钢。加入改性剂后能够迅速生成液渣，与钢包顶渣充分混合，改变钢包顶渣的化学成分，使钢包顶渣成分位于有利于脱硫的成分范围内，从而提高精炼脱硫率，减少精炼周期，提高生产效率，有利于生产连续性；同时加入该改性剂后，在钢渣混冲过程中将促进夹杂物的上浮去除，并具有30％～60％的脱硫率，操作简便、成本低。该改质剂只能对钢包渣组成进行调整，不具备降低钢包渣氧化性的作用。同时其含有较高的F^-，对环境及钢包耐材寿命有不利影响。

专利CN 1962888A公开了一种钢包渣改质铝渣球，用于冶炼纯净钢和超纯净钢，精炼处理时改善钢色渣的性状，有利于夹杂物的吸附并去除，降低成品全氧，有害杂质含量极低。它含有金属铝、三氧化二铝、碳酸钙、氧化钙和不可避免的杂质,硅、硫、磷含量的控制，特别适用于冶炼纯净钢和超纯净钢；水分含量的控制，避免了物料进入钢水中的爆腾现象。原料普通、易得，成球工艺简单、可靠，不存在成分偏析波动，投加工艺简单，钢水表面铺展保温性能优良。精炼处理时加入钢包渣改质铝渣球，可改善炉中渣的流动性；降低渣中全铁含量，降低铝钙比，改善精炼渣中吸附Al₂O₃的性能，降低钢水中成品全氧，大大减少钢水中氧化物夹杂，该产品不含F^-，益于保护环境和设备。但该改质剂在实际应用过程熔化效果不好，有时需要氩搅驱动其熔化，导致其中的金属铝烧损严重，利用率偏低。

专利CN 101545017A公开了一种用于钢包顶渣改性的改性剂，主要降低钢包顶渣中∑(FeO+MnO)％，提高钢水的纯净度，同时解决普通改性剂存在增碳、增硅等技术问题。其技术方案为：一种用于钢包顶渣改性的改性剂，化学组分的重量百分比为：CaO：61～70％；Al₂O₃：15～28％；Al：3.5～7％；CaF₂：6～10％；MgO：1.5～5％；SiO₂：＜3％；C≤0.01％；控制水分≤0.3％。该改质剂金属铝含量偏低，降钢包渣氧化性效果有限，同时含有F^-，对环境及钢包耐材寿命有不利影响。

专利CN 103374642A公开了一种转炉出钢过程中的钢包炉渣改质剂。主要组分以质量百分比计包括：Al30-50％，CaO50-30％，Al2O35.0-8.0％，SiO2≤3.0％，S+P≤0.07％，C0.7-1.4％，CaF23.0-8.0％，H2O≤0.2％。本发明的改质剂为还原性改质剂，能解决低碳管线钢生产过程中钢包顶渣的氧化性问题，为管线钢的真空脱硫和纯净化生产提供保障。该改质剂覆盖效果及熔化效果较差，导致其导致其中的金属铝烧损严重，利用率偏低。同时含有F^-，对环境及钢包耐材寿命有不利影响。

综上可见，现有的改质剂都存在或降低氧化性能力、熔化覆盖、环保及对耐材侵蚀等方面的缺陷，无法达到降低钢包渣氧化性明显、对环保没有不利影响、对耐材侵蚀小等效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：现有的钢包渣改质剂中存在的熔化效果差、降低钢包渣氧化性能力偏低、对环保及耐材使用寿命不利等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供了一种钢包渣改质剂。本发明的改质剂，组成包括：按重量百分比计，主料CaCO₃ 50％-60％、Al₂O₃ 5％-10％、Al 35％-40％、NaCl：2-5％；占主料总重量0.5％-2％的辅料成型结合剂。

其中，上述钢包渣改质剂中，所述的辅料成型结合剂为水泥。

本发明还提供了一种上述钢包渣改质剂的制备方法，包括以下步骤：

a、干混拌料，将主料干料混合搅拌5-7min混匀后，再加入辅料成型结合剂干料混合搅拌3-5min，制备得到干混料；

b、采用强力压球机干式压球制备钢包渣改质剂球团坯，规格20-35mm；

c、筛分，采用5mm筛孔的筛子对所述钢包渣改质剂球团坯进行筛分，选取粒径大于5mm的所述钢包渣改质剂球团坯作为钢包渣改质剂球团。

本发明还提供了一种上述钢包渣改质剂的使用方法，包括以下步骤：

转炉出钢包渣洗石灰加入量按500kg-600kg/炉控制，出钢后1-2min加入钢包渣改质剂，加入量为500-600kg/炉；出钢及加入石灰过程钢包全程底吹氩，加入后停止吹氩；真空处理结束后，向渣面再次加入该钢包渣改质剂200-300kg/炉，吊运钢水出站。

本发明的钢包渣改质剂适用于所有铝脱氧钢种。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种新的钢包渣改质剂，组成为“碳酸钙+Al₂O₃+MAl+助熔剂”，改质剂中的碳酸钙受热分解，可改善其延展性，使本产品基本能均匀铺展至整个钢渣表面；Al₂O₃调整钢包渣组成；MAl：降低钢包渣氧化性；助熔剂：改善改质剂熔化效果，使其快速熔化，与钢渣反应，提高金属铝的有效利用率。本发明的钢包渣改质剂在精炼过程中加入，能有效改善渣态，同时降低钢包渣氧化性。

附图说明

图1所示为本发明实施例1的钢包渣渣态；

图2所示为本发明实施例2的钢包渣渣态；

图3所示为本发明实施例3的钢包渣渣态；

图4所示为本发明对比例4的钢包渣渣态。

具体实施方式

本发明提供了一种钢包渣改质剂，组成包括：按重量百分比计，主料CaCO₃ 50％-60％、Al₂O₃ 5％-10％、Al 35％-40％、NaCl：2-5％；占主料总重量0.5％-2％的辅料成型结合剂。

其中，上述钢包渣改质剂中，所述的辅料成型结合剂为水泥。

本发明的改质剂中，特别的添加了碳酸钙和NaCl，碳酸钙受热分解，可改善其延展性，使钢包渣改质剂基本能均匀铺展至整个钢渣表面，使其能够与钢包渣能够充分接触和反应。NaCl作为助熔剂，改善改质剂熔化效果，使其快速熔化，与钢渣反应，提高金属铝的有效利用率。能避免F^-对环境及钢包耐材寿命造成的不利影响。

本发明还提供了一种上述钢包渣改质剂的制备方法，包括以下步骤：

a、干混拌料，将主料干料混合搅拌5-7min混匀后，再加入辅料成型结合剂干料混合搅拌3-5min，制备得到干混料；

b、采用强力压球机干式压球制备钢包渣改质剂球团坯，规格20-35mm；

c、筛分，采用5mm筛孔的筛子对所述钢包渣改质剂球团坯进行筛分，选取粒径大于5mm的所述钢包渣改质剂球团坯作为钢包渣改质剂球团。

本发明还提供了一种上述钢包渣改质剂的使用方法，包括以下步骤：

转炉出钢包渣洗石灰加入量按500kg-600kg/炉控制，出钢后1-2min加入钢包渣改质剂，加入量为500-600kg/炉；出钢及加入石灰过程钢包全程底吹氩，加入后停止吹氩；真空处理结束后，向渣面再次加入该钢包渣改质剂200-300kg/炉，吊运钢水出站。

本发明的钢包渣改质剂在使用时，需要在出钢后1-2min加入，这是为了保证石灰与钢水充分混冲接触时间，改善其熔化效果，避免石灰结团。钢包渣改质剂的使用剂量根据转炉终渣含FeO含量、转炉下渣量以及钢包渣目标FeO含量计算而来，过多成本增加，过低无法达到降低钢渣氧化性的目标。

下面将通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。

实施例1

以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计包含3.51％的C、0.040％的Mn、0.063％的P、0.007％的S、0.03％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。

具体步骤：

(1)将235吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.058wt％、Mn含量为0.032wt％、P含量为0.0081wt％、S含量为0.0081wt％、温度为1660℃时，开始稠渣向钢包中出钢。

(2)出钢1min后开始加入石灰，出钢开始1.5min后石灰加入完成，共计加入500kg石灰，该过程全程钢包底吹氩。

(3)出钢结束后向钢包加入该钢包渣改质剂550kg，加入完成后关闭钢包底吹氩。

(4)RH处理结束后向钢包加入该钢包渣改质剂200kg。

实施例1的炉次钢包渣渣态见下图1所示，可见钢包渣渣态良好，未有结壳现象。

钢包渣取样分析，FeO含量7.35％，钢包渣氧化性得到明显降低。

实施例2

以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计包含3.61％的C、0.043％的Mn、0.067％的P、0.006％的S、0.01％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。

具体步骤：

(1)将232吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.051wt％、Mn含量为0.030wt％、P含量为0.0092wt％、S含量为0.0071wt％、温度为1670℃时，开始稠渣向钢包中出钢。

(2)出钢1min后开始加入石灰，出钢开始后1min后石灰加入完成，共计加入500kg石灰，该过程全程钢包底吹氩。

(3)出钢结束后向钢包加入该钢包渣改质剂550kg，加入完成后关闭钢包底吹氩。

(4)RH处理结束后向钢包加入该钢包渣改质剂250kg。

实施例2炉次钢包渣渣态见下图2，可见钢包渣渣态良好，未有结壳现象。

钢包渣取样分析FeO含量6.56％，钢包渣氧化性得到明显降低。

实施例3

以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计包含3.58％的C、0.041％的Mn、0.061％的P、0.007％的S、0.02％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。

具体步骤：

(1)将237吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.048wt％、Mn含量为0.033wt％、P含量为0.0082wt％、S含量为0.0077wt％、温度为1680℃时，开始稠渣向钢包中出钢。

(2)出钢1min后开始加入石灰，出钢开始后2min后石灰加入完成，共计加入600kg石灰，该过程全程钢包底吹氩。

(3)出钢结束后向钢包加入该钢包渣改质剂600kg，加入完成后关闭钢包底吹氩。

(4)RH处理结束后向钢包加入该钢包渣改质剂300kg。

实施例3炉次钢包渣渣态见下图1，可见钢包渣渣态良好，未有结壳现象。

钢包渣取样分析FeO含量4.93％，钢包渣氧化性得到明显降低。

对比例4采用现有的钢包渣改质剂处理钢渣

具体的操作步骤如下：

以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计包含3.56％的C、0.041％的Mn、0.067％的P、0.006％的S、0.025％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。

具体步骤：

(1)将233吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.056wt％、Mn含量为0.031wt％、P含量为0.0091wt％、S含量为0.0071wt％、温度为1662℃时，开始稠渣向钢包中出钢。

(2)出钢3min后开始加入石灰，出钢完毕前石灰加入完成，共计加入500kg石灰，该过程全程钢包底吹氩。

(3)出钢结束后向钢包加入现有钢包渣改质剂(CaO：30～50％；Al₂O₃：20～30％；Al：30～50％；CaF₂：6～10％；其余为不可避免杂质)600kg，加入完成后关闭钢包底吹氩。

(4)RH处理结束后向钢包加入现有钢包渣改质剂200kg。

对比例4炉次钢包渣渣态见下图4所示，可见钢包渣渣态良好，未有结壳现象。

钢包渣取样分析，FeO含量15.42％，钢包渣氧化性偏高。

Claims (4)

1.钢包渣改质剂，其特征在于，组成包括：按重量百分比计，主料CaCO₃ 50％-60％、Al₂O₃ 5％-10％、Al 35％-40％、NaCl：2-5％；占主料总重量0.5％-2％的辅料成型结合剂。

2.根据权利要求1所述的钢包渣改质剂，其特征在于：所述的辅料成型结合剂为水泥。

3.权利要求1或2所述的钢包渣改质剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、干混拌料，将主料干料混合搅拌5-7min混匀后，再加入辅料成型结合剂干料混合搅拌3-5min，制备得到干混料；

b、采用强力压球机干式压球制备钢包渣改质剂球团坯，规格20-35mm；

c、筛分，采用5mm筛孔的筛子对所述钢包渣改质剂球团坯进行筛分，选取粒径大于5mm的所述钢包渣改质剂球团坯作为钢包渣改质剂球团。

4.权利要求1或2所述的钢包渣改质剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

转炉出钢包渣洗石灰加入量按500kg-600kg/炉控制，出钢后1-2min加入钢包渣改质剂，加入量为500-600kg/炉；出钢及加入石灰过程钢包全程底吹氩，加入后停止吹氩；真空处理结束后，向渣面再次加入该钢包渣改质剂200-300kg/炉，吊运钢水出站。

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