CN1807657A - 用于炼钢的钢水精炼变质剂 - Google Patents

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Abstract

本发明是将碱土合金和稀土合金的原料，用碳还原法在矿热炉中冶炼制成复合合金。作为炼钢钢液的精炼变质剂，在炼钢中使用本发明产品可以脱氧、脱硫及其它有害物质，同时又能使钢中的非金属夹杂物形态球化，尺寸变小，分布均匀。使用该发明产品既能提高钢的质量又能降低炼钢成本，是种新型炼钢用的优质材料，它具有较好的经济效益和社会效益。

Description

用于炼钢的钢水精炼变质剂
技术领域
本发明涉及一种用于炼钢的钢水精炼变质剂，它是将碱土金属原料与稀土金属原料用碳热法冶炼制成的新型多元复合铁合金。
背景技术
钢铁工业的产量增长十分迅速，提高钢的质量显得十分重要。当前，为了提高钢的质量主要采用了炉外精炼技术等，但由于成本昂贵受到限制。因此，解决钢的精炼和变质问题显得十分重要和必要。稀土金属和碱土金属对钢中的氧、硫和其他有害杂质有很强的化学亲和力，又能改变钢中非金属夹杂，可大幅度提高钢的质量，但是，目前稀土金属和碱土金属在炼钢中没有广泛应用。碱土金属如硅钙用于的脱硫，硅钡用于生产炼钢复合脱氧剂的中间合金也没有充分利用。稀土金属由于它的元素很活泼，使得所处理钢不稳定，有时会造成钢锭裂纹等多方面的复杂因素，在炼钢中基本上没有使用。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的主要目的是给出一种用碱土金属和稀土金属冶炼成复合合金，用于炼钢的钢水精炼变质剂。使碱土合金和稀土合金在炼钢中能广泛有效地应用，使它既能达到脱氧、脱硫及其他有害物质，又能对钢中的非金属夹杂进行变性处理，提高钢的机械性能，降低炼钢成本提高钢的质量。
本发明的成份设计是将稀土金属元素与碱土金属元素合理有效搭配制成复合合金，有效的发挥它们在钢中的作用。
本发明的钢水精炼变质剂复合合金主要化学成份(重量％)：
硅：              30-60％
钡：              5-25％
稀土：            1-15％
所述钢水精炼变质剂由于原材料中所含元素较多，在复合合金中必然含有下列元素中的一种或一种以上：Ca 1-15％、Al 1-15％，Ti 1-6％；Sr、Nb、Mg等元素各占0.5-3％，还可以加Mn1-15％，以及不可避免的杂质，铁为余量。
以上为基本成份，根据需要在规定范围内予以调整。
所述钢水精炼变质剂制备方法
制各方法：把硅石、重晶石、稀土精矿加钢屑做为原料，石灰石作熔剂，以焦炭为还原剂在矿热炉中进行碳还原法冶炼而成。
如何将碱土金属和稀土金属炼成复合合金，保证原料中的各种元素有效利用。必须根据它们的性能(化学成份、温度、密度等)来选择搭配它们的成份、数量以及生产方法。要依据碱土金属和稀土金属中的多种元素，对其性能的综合影响及相互作用选择碱土和稀土的复合合金成份。
由于稀土元素的氧化物和硫化物的密度与钢液相近，不容易把它们从钢液中排除，造成硫化物和氧化的集聚，在复合合金中的碱土元素如钡、钙、锶等，由于它们的熔点低进入钢液中先参予脱硫和脱氧，形成低熔的炉渣上浮于钢水表面，同时使钢中非金属夹杂分布均匀，避免了稀土元素使钢中的硫、氧化物的集聚，而造成钢锭的裂纹。
复合合金中硅作为母体合金元素，它是碱土金属元素和稀土元素的助熔剂也具有还原作用。因此硅成份含量在30-60％，在母体元素中也可以加入锰，同时减少硅的含量，其有益于促进复合合金的还原。
本发明中碱土金属钡主要是脱氧，以钡替代传统的铝脱氧，在1600℃时铝的脱氧常数KA1＝2.513×10-14，而钡在1600℃时脱氧带常数KBa＝6.195×10-8。复合合金中含钡应在5-25％；如果用于生产高铝钢的钢水精炼变质剂在合金中提高铝含量，钡和铝共同存在时，相互作用共同增强它们的脱氧能力；复合合金中钙主要起着脱出钢液中的硫，也避免稀土元素与钢液中的硫反应生成的硫化物的集聚；合金中含有微量的锶、镁、铌、钛，它主要是生产复合合金时原料带入，同时钢中含有这些微量元素可增强钢的性能，对提高钢材质量有好处。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
在3200KVA的矿热炉用碳还原法生产本发明的钢水精炼变质剂。表1为设定的化学成份(重量％)。
表1
  元素   Si   Ba   RE   Fe
  重量％   50   20   5   余量
生产1吨本发明的钢水精炼变质剂的原料配料组成见表2：
表2(kg)
  名称   硅石   重晶石   稀土精矿   石灰石   钢屑   焦炭
  数量   900   300   200   100   100   1500
上述原材料所含主要的成份：
1.所用稀土精矿重量％：REO 50.06％、Nb2O3 0.75％、MgO 5.05％、CaO 7.05％、Al2O3 6.22％、TiO2 7.86％等。2.重晶石重量％：BaSO46％、SrSO4 13％等。3.硅石重量％：SiO2 98％等。
生产的本发明钢水精炼变质剂化学成份(重量％)见表3：
表3
元素 Si Ba RE Ca Ti Sr Nb Al Mg 杂质 Fe
  C   S   P
  重量％   49.16   18.93   6.32   2.35   3.32   1.21   0.52   3.12   0.5   1.02   0.83   0.63   余量
实施例2
在3200KVA的矿热炉用碳还原法生产本发明的钢水精炼变质剂。表4为设定的化学成份(重量％)。
表4
  元素   Si   Mn   Ba   RE   Al   Fe
质量％ 35 15 10 10 10 余量
生产1吨本发明的钢水精炼变质剂的原料配比见表5：kg
表5
  名称   硅石   锰矿石   稀土精矿   重晶石   铝钒土   石灰石   钢屑   焦炭
  数量   630   460   400   150   200   200   100   1200
上述原材料含主要元素：锰矿石含MnO2 33％，铝钒土含Al2O3 62％，其它原料同实施例1。
最后得到的本发明钢水精炼变质剂化学成份(重量％)见表6：
表6
元素 Si Mn Ba RE Ca Ti Sr Al            杂质 Fe
  C   S   P
重量％ 32.21 14.36 11.12 10.32 4.86 2.53 1.83 8.96 0.93 0.71 1.36   余量
上述生产吨耗电9856KV，用电电压80V，为无渣冶炼可连续生产。合金中Ca、Mg、Sr、Nb、Al、Ti等，是原材料(稀土精矿和重晶石)自然中带入，钢水对这些元素也只要求微量便可，如果需要增加这些微量元素，可增加相应的原材料。
炼钢时使用本发明钢水精炼变质剂具有脱氧脱硫及其他有害杂质的作用，使钢中非金属夹杂物形态球化，尺寸变小，分布均匀。在提高钢质量的同时又可以降低炼钢成本，有较好的经济效益和社会效益。

Claims (1)

1、一种用于炼钢的钢水精炼变质剂，其化学成份重量％为：Si 30-60％，Ba 5-25％，RE 1-15％，Ca 1-15％，Al 1-15％，Ti 1-6％，还含有下列元素中的一种或一种以上：Sr 0.1-3％，Nb 0.1-3％，Mg0.1-3％，Mn 1-15％，以及不可避免的杂质，余量为Fe。
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