CN113215361A - 一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明申请属于冶金技术领域，具体公开了一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣及其使用方法，精炼渣总重量按照100％计，具体成分范围为：CaO 48～60％，Al2O3 20～30％，S iO2 12～18％，MgO 2～8％。本方案主要应用在含钛低合金钢冶炼过程中，解决了现有技术中含钛低合金钢冶炼过程中其钛元素收得率低的问题。

Description

一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣及其使用 方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体公开了一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣及其使用方法。
背景技术
在LF精炼阶段，精炼渣的主要作用为脱硫脱氧和去除钢液中的夹杂物，并防止钢液的二次氧化达到保护钢液的作用。为了满足精炼过程中所需要求，精炼渣还需具备适当的碱度、低熔点和良好的流动性等特征。在冶炼的过程中渣中游离的SiO2与钢液中的钛反应，使钢中的钛很难控制在范围以内。
低合金钢，加入少量的钛通过细化晶粒和强化沉淀来提高钢的强度，钛的含量大多在0.1％以下。钢中的钛含量较低且要求范围较窄，当渣中SiO2与钢中钛反应时，钛将更难控制在要求的范围内，且造成了钛资源的浪费。目前，钛在钢中冶炼的过程中收得率在50％左右，钛资源不能得到有效的利用。
中国专利CN104328329A公开了一种在转炉出钢前加入成分所需90％钛铁，在LF精炼阶段，喂入剩余所需成分的钛线，对钛元素含量进行调整。该工艺复杂，在转炉出钢脱氧未完全的情况下加入钛铁造成了钛的消耗。中国专利CN111676346A公开了一种在精炼渣中加入较大量的TiO2，与钢中的钛元素形成一种平衡，抑制渣与钢液中钛的反应，以此来提高钛的收得率。但是上述方法中成本较高，渣中的TiO2难以回收利用，造成了钛资源的严重浪费。且两种方法都是针对含钛量在0.1％以上，对含钛量0.1％以下未有陈述。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣，以解决现有技术中含钛低合金钢冶炼过程中其钛元素收得率低的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣，精炼渣总重量按照100％计，具体成分范围为：CaO 48～60％，Al2O3 20～30％，SiO2 12～18％，MgO 2～8％。
本技术方案的工作原理为：
本方案通过控制精炼渣碱度，能使精炼渣中SiO2与其他化合物形成稳定化合物，减少钢中钛与精炼渣中SiO2反应，从而达到提高钛的收得率的目的。
本技术方案的有益效果在于：
(1)本方案适应于含钛低合金钢冶炼，通过控制精炼渣的碱度，使精炼渣中的SiO2与其他组元形成稳定化合物，以减少钛与渣中的SiO2的反应，从而减少钢水中钛的损耗，提高钛在冶炼过程中的收得率；
(2)通过碱度控制钛收得率的方法成本较低、操作简便，且钛收得率能稳定在75％以上，同时该碱度精炼渣具有较好的流动性，因此脱硫、脱氧效果较佳，从而有效提高了钢水的洁净度。
附图说明
图1精炼渣XRD成分分析。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
钛收得率下降的原因探析：
含钛钢冶炼时，在加入精炼渣后，钢中钛含量大大降低，通过实验室冶炼发现以下规律：
实验以BT700L汽车大梁钢成分要求为依据进行冶炼，成分见表1。使用50％CaO～20％Al2O3～25％SiO2～5％MgO，二元碱度CaO/SiO2为2，在加渣前后进行取样进行成分检测，结果如表2。
表1 BT700L汽车大梁钢成分(％)
Figure BDA0003053381070000031
表2加渣前后取样
Figure BDA0003053381070000032
通过对加渣前后成分进行对比，可知钢中碳、锰、铌、铝成分无变化，钢中钛收得率为41.77％，相对应硅含量上升，说明钢中的钛与精炼渣中的二氧化硅进行反应，其反应公式为SiO2+Ti→Si+TiO2，将计算结果带入公式，在降低0.046％钛的情况下可增加0.0268％的硅，计算结果与检测结果一致。
如图1所示，对冶炼剩余精炼渣进行成分检测，在渣中可见CaTiO3，说明生成的TiO2与CaO反应生成了CaTiO3，其难熔留在渣中，造成钛收得率下降。
实施例一
表3实施例1含钛低合金钢化学成分
Figure BDA0003053381070000033
根据表3含钛低合金钢的成分进行合金配料，精炼渣的组成成分为:56％CaO～23％Al2O3～16％SiO2～5％MgO，二元碱度3.5，精炼渣总加入量为6kg/t钢水。
钢水进入LF精炼炉，加入第一批精炼渣，加入量为总精炼渣的一半3Kg/t，通电加热12min以后再加入剩余精炼渣，加入量为3Kg/t，再次加热，将温度加热到目标温度。
保持钢水温度，加入合金进行成分调整，喂入钙线，LF精炼结束检测到钢中钛含量成分为0.062％，钛收得率为77.5％，见表4。
表4加渣前后取样
Figure BDA0003053381070000041
实施例二
表5实施例2含钛低合金钢化学成分
Figure BDA0003053381070000042
根据表5含钛低合金钢的成分进行合金配料，精炼渣的组成成分为:54.6％CaO～26.4％Al2O3～14％SiO2～5％MgO，二元碱度3.9，精炼渣总加入量为6kg/t钢水。
钢水进入LF精炼炉，加入第一批精炼渣，加入量为总精炼渣的一半3Kg/t，通电加热12min以后再加入剩余精炼渣，加入量为3Kg/t，再次加热，将温度加热到目标温度。
保持钢水温度，加入合金进行成分调整，喂入钙线，LF精炼结束检测到钢中钛含量成分为0.065％，钛收得率为81.25％，见表6。
表6加渣前后取样
Figure BDA0003053381070000043
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (3)

1.一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣，其特征在于，精炼渣总重量按照100％计，具体成分范围为：CaO 48～60％，Al2O3 20～30％，SiO2 12～18％，MgO 2～8％。
2.根据权利要求1所述的一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣，其特征在于，碱度以二元碱度计，CaO/SiO2控制在3.4～4。
3.权利要求2所述的一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1).将权利要求2所述的一种调节碱度控制含钛低合金钢收得率的精炼渣的各原料与粘连剂混合，然后压制成球体状，其粒度范围为5～10mm；
(2).在LF精炼阶段，每1吨钢水加入2～8Kg由步骤(1)中获得的精炼渣球体，将精炼渣球体平均分为两份，在精炼开始时加入一份，然后对钢水加热7～16min后再加入剩余部分，接着继续加热，将温度控制在目标范围内。
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