一种钢包精炼调渣剂及制备方法和调渣方法

专利名称：：一种钢包精炼调渣剂及制备方法和调渣方法
技术领域：
：本发明涉及一种钢包精炼渣调渣剂及其制备方法和调渣方法，特别涉及一种炼钢炉出钢后对钢包内残渣进行调质处理及精炼过程加入的精炼渣调渣剂，属于炼钢精炼
技术领域：
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背景技术：
：随着社会经济的发展，用户对钢材的质量提出了越來越高的要求，我国在世纪之初也提出了发展"超级钢计划"，超级钢的实现手段之一就是钢的高纯净，即对钢中硫、磷、氧及夹杂物的含量要求非常严格，如高牌号管线钢中要求钢中SO.005y。,轴承钢中总氧T[O]<0.0007.因此，传统的转炉炼钢法难以满足，炉外精炼技术得以迅猛发展，大型钢铁企业的钢水精炼率达到100%。炉外精炼是在炼钢炉出钢后的钢包内进行，根据主体精炼功能的不同，形成多种精炼工艺，其中钢包炉精炼包括LF和CAS-OB等工艺，通过配制或控制钢包顶渣实现对钢液的深脱硫、磷，调整成分和温度，去除钢中夹杂物或对其变性处理等，具有多种精炼功能，并且，钢包炉精炼工艺还具有设备简单、建设周期短，投资少，操作易控等优势，因此钢包炉精炼成为最普遍的炉外精炼工艺之一。钢包炉精炼的关键技术之一是造具有良好冶金性能的合成渣精炼，由于目前炼钢炉出钢过程不能完全实现无渣出钢，且目前钢包内除渣技术还不成熟，因此造合成渣吋要考虑钢包残存炼钢渣的影响，另外，钢包炉精炼过程需要对钢进行脱氧脱硫等，这些脱氧脱硫产物的去除率以及这些组分对钢包炉精炼渣性能的影响都需要综合考虑，所以，钢包炉精炼的造渣工艺比较复杂但至关重要，精炼渣要具有良好的脱硫、脱氧、吸收夹杂的能力，还要有好的熔化性能即较低的熔点和合适的粘度。传统的处理方法是在炼钢炉出钢后，在钢包渣中加入电石块(主要是CaC2)和铝渣(主要是A1203)，电石块的作用主要是使渣中氧化铁还原，保证渣的还原性，同时具有脱硫的作用，铝渣的作用是调整渣的熔化性能，钢包炉精炼过程中向渣中加入石灰以达到脱硫的目的，由于石灰的熔点较高，为加速石灰熔解，在加入石灰的同时要加入助熔剂萤石(主要是CaF2)。上述造渣工艺的不足主要有(一)、萤石作助熔剂，由于其助熔效果一般，所以其加入量较大，萤石的高温分解和与其他氧化物的反应，造成严重氟污染；(二)、造渣速度慢，冶炼效率低，延长了精炼时间；(三)、石灰、.铝渣和萤石须经烘烤后使用，使用过程中产生大量烟尘，造成原料损失和严重恶化操作现场的环境，并且渣成分不均匀，降低精炼效率。针对上述问题，中国发明专利CN1224722C(发明名称铝钙渣及其制备方法)提出采取将石灰、铝渣等原料制成预熔精炼调渣剂，这样可以在不用萤石的情况下提高了调渣剂的起效速度，值得借鉴；但该发明的主要不足是该预熔渣中无助熔成分，熔点在135(TC以上，所以加入炉内其熔化时间较长，起效速度慢，另外，在预熔渣的制备工艺方面，由于渣中含有硅酸钙成分，该渣预熔后，若不采用专门的快速冷却方法，凝固后出现自然粉化，影响使用效果。综上所述，研究一种无氟的、熔化速度快、脱硫及吸收夹杂能力强、便于储运和使用的钢包精炼调渣剂是充分发挥钢包精炼功能、提高精炼效果、縮短精炼时间的关键。
发明内容.本发明的目的是提供一种新型的钢包精炼渣的调渣剂及该调渣剂的制备方法和使用该调渣剂时的调渣处理方法，通过对钢包内顶渣调质，使其满足钢包精炼的要求，充分发挥钢包精炼功能，提高精炼渣脱硫、脱氧和吸收夹杂物的效果，解决目前钢包炉造渣精炼存在的关键问题。本发明的目的是通过下列技术方案来实现的一种钢包精炼调渣剂，其特征在于成份以质量百分数计，CaO30~60%，Al2O330~60%，MgO2~10%，B2O3210%，调渣剂中的杂质应少于8%。上述调渣剂中，杂质包括Si02、硫和磷。上述组成的调渣剂的制备方法，其特征在于由工业试剂生石灰、铝灰、镁砂和硼酑，按上述给定的组成配制，原料中杂质的含量越低越好，其配料后要满足Si02、硫和磷等杂质少于8%。原料称量前应充分干燥、经称量配料、粉碎成10mm以下碎料，经混料后加入熔化炉，在135(TC熔化均匀后，从炉内放出，液态渣经0.250.6MPa的高压水冲击下快速冷却成沙粒状，经水渣烘干设备干燥后即可包装待用。采用该调渣剂的调渣方法是炼钢炉出钢后在吊运至精炼炉前直接投入钢包，也可以在钢包开到精炼工位后随其它渣料一起加入钢包炉内，调质渣的组成根据钢包残渣组成及渣量、脱硫量及钢脱氧产物量确定，调渣剂的组成和加入量以控制钢包精炼渣组成为以质量百分数计，Ca04854%，Al2032632%，MgO68%，B20324%，Si0208%，其中Si02含量越低越好。加入调渣剂调制成上述组成的钢包精炼渣，具有碱度高、脱硫能力强，容纳吸收铝脱氧产物的能力强等特点，同时，高碱度和高MgO含量的精炼渣可以有效控制钢包精炼渣对包衬耐火材料的侵蚀，另外渣中的B203起到很好的助熔作用，上述组成钢渣的熔点在12001230°C，130(TC时的粘度小于0.1Pa，s，较低熔点和粘度有利于快速造渣、吸收更多的夹杂物和降低钢中的残氧，较高的碱度和较低的粘度，则有利于脱硫和脱氧。因此，本发明的主要优点归纳如下1、调质渣中加入氧化硼作助熔剂，取代萤石，克服了氟污染，且氧化硼有非常强的助熔效果，调渣剂起效快，调渣效果好，调渣处理后的钢包在吊运到精炼工位的过程中即发挥了调渣作用，调渣时间由原来的25min縮短到2min以内，调渣后，渣的熔点和粘度均比采用其它调渣剂(如石灰+萤石，石灰+铝渣+萤石)要低，调质渣的熔点低，实现快速化渣并提高了钢包渣的精炼效果；2、调质渣碱度高，熔点低，有利于脱硫、脱氧和去除钢中夹杂物，对脱氧产物八1203的容纳吸收能力提高；3、调质剂中的镁砂具有减少炉衬被渣侵蚀的作用，渣线部位耐火材料的寿命提高一倍以上；4、浇钢后，残存在钢包内的钢包渣玻璃化明显，易于清理，钢包粘渣问题得以解决；5、调质渣的制备方法采用预熔+高压水冲击快速粒化冷却的方法，该方法制得的渣粒度均匀，无粉化，克服了以往制备预熔渣的缓慢冷却过程的粉化问题，也省去了预熔渣块的破碎工序，因此本发明的预熔渣经高压水粒化后快速冷却，无细粉，极大程度的降低了现场的粉尘率，改善了精炼现场的工作环境；6、沙粒化调渣剂投包后铺展性好，成渣迅速，且调渣剂的使用灵活，可与其他还原剂、脱氧剂和造渣材料等同时使用，该调质渣还具有便于储运的特点。具体实施方式实施实例1以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明(一)预熔渣的制备实施例采用的原料如下，以下涉及百分数时均为重量百分比活性石灰的化学组成为100%>CaO》90.0，5%》MgO〉0，2.5%>SiO2〉0，其余为A1203等微量杂质；铝灰的化学组成100%>Al2O3》90.0，5%》CaO〉0，3%>MgO〉0，1.5%》SiO2>0，其余为微量杂质；镁砂的化学组成100%>MgO>90.0，5%》CaO>0，3%》Al2O3〉0，l%》SiO2>0，其余为微量杂质；硼酐的化学组成98.0%>B2O3>85.0，5%>CaO〉0，3%》MgO〉0，3%>SiO2>0，其余为微量杂质；取上述原料在15030(TC下烘烤后称量，活性石灰lOOKg，铝灰80Kg，镁砂12Kg，硼酐8Kg，将各原料破碎成lmm以下，机械混匀后加入到一耐火材料容器(类似钢包)内，用煤气加热使其在135(TC下熔化，熔清后运至水冲渣处，将渣慢慢倒入流渣槽，流渣槽的末端设置高压水枪，实施高压水冲渣粒化，水压0.5MPa，经沉淀过滤后，见水冲渣捞出，干燥后待用。该水冲渣的化学组成为CaO50%，Al20339%，Mg04%，B2034%，Si022%、余杂质1%。(二)预熔渣的使用取上述预熔渣，在30吨LF钢包精炼炉上进行工业试验，冶炼钢种为低碳铝镇静钢，转炉出钢后，在转炉出钢工位，测定钢包渣的组成和估测其下渣量在300Kg，加入电石粉20Kg和调渣剂100Kg，2min内运至精炼工位，渣已经化好，精炼15min后，铝脱氧后合金化，在软吹氩5min后取最终的精炼渣和精炼后钢样，经分析，精炼终渣的成分为，Ca052%，AI20332%，Mg08%，B2033%，Si025%，钢中硫的质量分数为0.0004%，总氧T[O]的质量分数为0.0006，采用该合成渣精炼时的脱硫率为81.7%，脱氧率为55%，比直接采用石灰+铝灰+萤石造渣时的平均脱硫率(50%以下)和平均脱氧率(30%左右)有大幅提高，另外，从造渣速度来看，预熔调质渣加入钢包后的铺展性非常好，成渣时间在2min以内，成渣速度提高.渣的流动性满足高效冶炼的要求，浇钢后，钢包壁的粘渣很少，基本可以到干净，钢包渣线部位侵蚀量很小，控制了钢包粘渣超重和提高了钢包连续使用寿命。为对比采用本发明的使用效果，下表给出了30tLF精炼炉上分别采用石灰+萤石、石灰+铝渣+萤石预熔渣以及使用本发明调渣剂调渣处理后渣的熔化性能指标和冶金指标和使用情况对比。(注表内平均数据为分别使用30炉的平均结果)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从以上对比数据可知使用本调渣剂，渣的熔点和粘度降低，平均精炼时间缩短，平均脱硫率和平均脱氧率提高，减小了炉衬侵蚀和钢包壁粘渣量，有效提高了钢包寿命。权利要求1、一种钢包精炼调渣剂，其特征在于成份以质量百分数计，CaO30～60％，Al2O330～60％，MgO2～10％，B2O32～10％，调渣剂中的杂质应少于8％.2、权利要求1所述的调渣剂，其特征在于杂质包括Si02、硫和磷。3、权利要求1所述的调渣剂的制备方法，其特征在于将生石灰、铝灰、镁砂和硼酐充分干燥，经称量配料后粉碎成10mm以下碎料，经混料后加入熔化炉，在135(TC熔化均匀后，液态渣经0.250.6MPa的高压水冲击下快速冷却成沙粒状，经水渣烘干设备干燥后包装使用。4、釆用权利要求1或2所述的钢包精炼调渣剂的调渣方法，其特征为调渣剂在炼钢炉出钢后吊运至精炼炉前直接投入钢包或在精炼工位随其它渣料一起加入炉内，调渣剂加入量以控制钢包精炼渣组成为Ca04854%，Al2032632%，Mg068%，B20324%，SiO208。/。为准，其中SK)2含量越低越好。全文摘要本发明属于炼钢精炼
技术领域：
，为一种钢包精炼调渣剂及制备方法和调渣方法，调渣剂的化学成份为(质量％)CaO30～60％，Al₂O₃30～60％，MgO2～10％，B₂O₃2～10％，杂质少于8％。使用该调渣剂的调渣方法为调渣剂在炼钢炉出钢后吊运至精炼炉前直接投入钢包，也可在精炼工位随其它渣料一起加入炉内，调质渣的组成根据钢包残渣量及组成、脱硫量及钢脱氧产物量确定，其组成和加入量以控制钢包渣组成为CaO48～54％，Al₂O₃26～32％，MgO6～8％，B₂O₃2～4％，SiO₂0～8％，其中SiO₂含量越低越好。该调渣剂具有快速造渣，提高精炼渣的脱硫、脱氧和容纳吸收脱氧产物的能力，且制备简单，便于储运和使用。文档编号C21C7/04GK101519712SQ20091002924公开日2009年9月2日申请日期2009年4月3日优先权日2009年4月3日发明者李桂荣,王宏明,赵玉涛申请人:江苏大学