专利名称：净化钢液用复合剂及其使用方法
技术领域：
本发明属于精炼技术领域，特别涉及净化钢液用复合剂及其使用方法。
已有技术中，净化钢液常用真空条件下精炼和非真空状态下喷粉的技术方案。然而，前者存在设备庞大、工艺操作复杂、处理时间长、液温降大、能耗高的缺点;后者存在处理效果不理想(尤其在降低钢中总氧量方面)，并且有明显地增氢、增氮的缺点。
针对上述技术方案存在的问题，八十年代提出并发展起来钢包喂线精炼技术，例如法国专利243358公开了一种用喂线机向钢包中加入单一钙合金或金属包芯线的技术方案。然而，这种方案明显的缺点是钙蒸汽压高、利用率低等。
针对上述法国专利存在的不足，法国阿菲瓦尔公司又提出一种新的改进技术方案并在中国提出专利申请(申请号为CN88180499A)。其技术方案是，利用制作工艺复杂的双层套管增加包芯线的刚性，以便能把挥发性很强的钙、镁等物质送入钢包底部，去获得较高的利用率。在包芯线环状区内加入氧化物或CaC2，进行辅助脱硫。由于释放钙速度缓慢的CaC2放在环状区内先进入钢液，而蒸汽压高的Ca、Mg金属或合金放在轴向区内，后进入钢液，造成钙同时进入钢中，增加了钙的蒸汽压。因此，包芯线加入速度很低，一般少于2米/秒，这对大钢包处理钢液是不利的。同时，也降低了钙的利用率，而只能达到46%的脱硫效果。此外，由于没有加入可降低脱氧产物熔点的物质，例如CaF2等，以致钢中夹杂物聚集上浮效果差，因而对钢中总氧量的降低不明显。
正如《合金钢手册》第二章第172-174页所介绍的那样，稀土有良好的夹杂变态作用。但是，由于稀土与氧、硫的亲和力很强，一般在钢包中的用量为0.15～0.20%。加之稀土化化合物比重较大而难以上浮，从而增加了钢中的夹杂物，引起浇注时钢液变流。因此，一般不在钢包中加稀土，而是把稀土加入结晶器和钢锭模中。
本发明的目的是，针对上述净化剂存在的缺点，提出一种净化钢液用复合剂。这种复合剂不仅能使净化产物熔点低，有利于钢中夹杂物聚集上浮，而且可明显降低钢中总氧量和夹杂物总量，并且通过分段释放钙来提高钙的利用率。
本发明还有一目的是，提供一种上述复合剂的使用方法。这种使用方法不仅能用较快的速度将其包芯线喂加到钢包中，有利于保护包芯线的刚性，而且有利于把复合剂送至钢包底部，有效地提高钙的利用率。
根据本发明的目的，特提出如下技术方案净化钢液用复合剂，含有Ca、Mg、Si、C、RE和F。本发明复合剂中各元素的含量(重量%)为40-60%Ca，1-10%Mg，2-10%RE，10-20%Si，10-20%C，1-10%F。
Ca的作用主要是脱氧脱硫降低AL2O3的熔点。
Mg的作用主要是脱氧脱硫，其产物与钙的产物形成复合物使熔点降低。
Si作为钙的载体，具有降低钙汽压，释放钙的速度较快作用。
C的作用是降低钙蒸汽压，提高钙的利用率。
RE的作用是改变夹杂物形态。
F的作用是降低脱氧产物熔点，捕集夹杂物和有利于夹杂物上浮。
作为进一步的特征，本发明复合剂中的钙是以CaSi、CaC2和CaF2的化合物形式加入其中的，配比为3∶10∶1。配方(重量%)为50-65%CaC2，15-25%CaSi，5-15%RE-Si-Mg，5-15%CaF2。
由于CaSi能够较早地释放出钙，而CaC2释放钙的速度较慢，因此，增加了钙与钢液的接触机率，有效地提高了钙的利用率。
CaF2能够降低脱氧产物的熔点，有利于钢中夹杂物聚集上浮，同时可提高对钢中Al2O3和SiO2的捕集能力，使钢中的总氧量和夹杂物总量大大降低。
配方中少量的稀土，其作用是在钙、镁进行充分脱氧脱硫后，利用其氧化物比重大难以上浮的特点，留在钢中起夹杂变态的作用。此外，由于稀土加入量很少(约5-10ppm)，而利用率高达55%以上，因此不增加钢中夹杂物。
本发明复合剂中，脱氧产物为多种氧化物的共存物，其有熔点低，有利于钢中夹杂物聚集上浮的优点。由于大大降低了钙的蒸气压，从而提高了这种复合剂包芯线的喂线速度，有利于保护包芯线的刚度，使复合剂能够送至钢包底部并分段释放钙，大大提高了钙的利用率。
本发明复合剂的一种使用方法是，用薄钢带将本发明复合剂包制成包芯线。出钢前，向钢包中投入含有Ca-Si-C的复合剂。出钢合金化后，用喂线机以2.5～5米/秒的速度向钢包钢液中喂加包有本发明复合剂的包芯线，其粉剂用量为0.2-0.3公斤/吨钢。处理后正常浇注。
采用本发明的综合效果如下表所示
权利要求
1.净化钢液用复合剂，含有Ca、Mg、Sl、C；本发明其特征在于还含有RE、F；其中各元素的含量(重量%)为40-60%Ca，1-10%Mg，2-10%RE，10-20%Si，10-20%C，1-10%F。
2.如权利要求1所说的复合剂，其特征在于钙以CaSi、CaC2和CaF的形式加入其中，配比为3∶10∶1。
3.如权利要求1、2所说的复合剂，其特征在于配方(重量%)为50-65%CaC2，15-25%CaSi，5-15%RE-Si-Mg，5-15%CaF2。
4.净化钢液用复合剂的使用方法，是用薄钢带将其包制成包芯线;本发明其特征在于出钢前向钢包中投入含有Ca-Si-C的复合剂;出钢合金化后，用喂线机以2.5-5米/秒的速度向钢液中喂加其包芯线，粉剂用量为0.2-0.3公斤/吨钢;处理后正常浇注。
全文摘要
本发明涉及净化钢液用复合剂，其中各元素的含量(重量％)为40—60％Ca，1—10％Mg，2—10％RE，10—20％Si，10—20％C，1—10％F。该复合剂中的脱氧产物为多种氧化物的共存物，具有熔点低，有利于钢中夹杂物聚集上浮等优点。本发明复合剂的一种使用方法是，出钢前向钢包中投入Ca-Si-C复合剂。出钢合金化后，用喂线机喂加包有本发明复合剂的包芯线。处理后的钢液进行正常浇注。具有喂线速度快，有利于保护包芯线刚性，使复合剂能够送至钢包底部优点。
文档编号C21C7/06GK1073722SQ9111269
公开日1993年6月30日 申请日期1991年12月25日 优先权日1991年12月25日
发明者贾连弟, 韩其勇, 王雨, 唐历 申请人:冶金工业部攀枝花钢铁公司