一种低SiO₂和Al₂O₃含量的LF-VD炉还原精炼渣的制作方法

专利名称：一种低SiO₂和Al₂O₃含量的LF-VD炉还原精炼渣的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超纯钢的钢包炉精炼技术用的精炼渣，尤其属于在LF-VD炉中冶炼 低硅、低锰、低铝、低磷超低硫钢的低SiO2和Al2O3还原精炼渣。技术背景
钢包精炼炉， 即 LF-VD 炉(LADLE FURNACE-VACUUM DEGASSING FURNACE),是钢铁生产中主要的炉外精炼设备，它的主要任务是①脱氧、脱硫， ②温度调节，③精确的成分微调，④改善钢水纯净度，⑤脱气。LF-VD精炼技术的主要 工艺特点是氩气搅拌，泡沫渣埋弧加热，造还原白渣，真空精炼深脱硫、脱气、去夹杂 等，它可以为脱硫创造极为优越的热力学和动力学条件，是目前生产低硫钢和超低硫钢 的重要手段。其中，LF-VD还原精炼渣脱硫能力高低是决定LF-VD精炼脱硫效果优劣 的关键。对于大多数钢来说，硫是一种有害元素，晶界硫化物的熔化会在热加工过程中 造成钢的“热脆”，同时硫在晶界的偏析还会使钢锭、铸坯产生热裂纹。因此，除易切 削钢以外，即使对普通钢其硫含量也要求很低。LF-VD炉常用的精炼渣有CaO-CaF2、 CaO-SiO2> CaO-Al2O3等渣系，能起到一定的精炼、脱硫的作用，但其中的SiO2和Al2O3 含量较高，在控制增硅、增锰和回磷方面效果不理想，对于低硅、低锰、低铝、低磷、 低硫超纯钢的生产就不能满足其精炼的需要。

发明内容
本发明针对现有的LF-VD高效脱硫还原精炼渣控制增硅、增锰和回磷方面的不 足，提供一种低Si02、Al2O3含量的LF-VD炉深脱硫还原精炼渣。本发明精炼渣能够减 少精炼过程中钢水的增硅、增锰和回磷，能够有效实现钢包精炼过程对钢水的深脱硫， 能够去除钢中有害杂质。本发明的的技术方案一种低Si02、Al2O3含量的LF-VD炉还原精炼渣，各组 成成分的重量百分比为
CaO 60 70%，CaF2 12 20 %，SiO2 大于 O 至 6 %，Al2O3 2 4%，MgO 6 10 % ；其中的有害成分(MnO+FeO) < 1. O %。CaO 石灰是精炼渣的主要造渣材料，从热力学角度讲，炉渣脱硫反应分子式 为:(CaO)+[S]= (CaS)+[O],随着CaO的加入，渣中的游离CaO增加，炉渣硫容量增 大，脱硫能力增强，脱硫率上升。CaF2 渣中CaF2 (萤石)的加入，有利于CaS固体的破坏，使液相量增加，改 善脱硫条件。此外，CaF2的增加还有利于熔渣熔点的降低。MgO:在该发明中加入适量MgO是可以起到保护镁质炉衬的作用，减少炉衬向 熔渣的熔解过程。本发明是在获得精炼渣高效脱硫能力的基础上，降低渣中SiOdPAl2O3的含量，利用其低硅低铝的特点，有效防止精炼过程中钢水增硅、增锰和回磷，进而得到纯净度 极高的超低硫钢。本发明主要采用CaO-CaF2渣系作为还原精炼渣的基础渣系，通过较高的CaO含 量和较低的Si02、Al2O3含量获得较高的炉渣碱度，保证精炼渣有高的脱硫能力和防回磷 能力。为了使该高碱度精炼渣有良好的流动性，在渣中加入一定量的CaF2,起助熔化渣 的作用。由于CaF2会侵蚀钢包炉衬，因此加入适量的MgO对镁质炉衬进行保护，减少 炉衬向熔渣的熔解。该发明与其他常用LF-VD脱硫精炼渣相比，具有明显的低硅低铝特 点，这是区别于目前已经发明或使用的高硅低铝渣或高铝低硅渣最主要的地方，因此它 所带来的控制增硅增锰和回磷的效果也是明显的。
具体实施例方式本发明的LF-VD炉还原精炼渣，主要由石灰和萤石组成，其化学组成成分的重 量百分比如下
CaO 60 70%， CaF2 12 20 %， SiO2 大于O至6 %， Al2O3 2 4%， MgO 6 10 %， (MnO+FeO) <1.0%。其中，CaO的具体重量百分比可以为60%、61%、62%、62.5%、63%、 63.5%、64%、64.5%、65%、65.5%、66%、66.5%、67%、67.5%、68%、68.5%、69%、 69.5%、70% 等；CaF2 的具体重量百分比可以为12%、12.5%、13%、13.5%、14%、 14.5%、15%、15.5%、16%、16.5%、17%、17.5%、18%、18.5%、19%、19.5%、20% 等；SiO2 的具体重量百分比可以为0.1%、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%、1.5%、2%、 2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6% 等；Al2O3 的具体重量百分比可以为 2%、2.2%、2.5%、2.8%、2.9%、3%、3.3%、3.5%、3.6%、3.8%、3.9%、4% 等；MgO 的具体重量百分比可以为6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10% 等； (MnO+FeO)作为其中的有害元素，其含量应该尽可能低，本发明限定其低于1. O % ；上 述具体的百分比含量，都能满足本发明的要求，实现本发明的目的。其具体实施方式
为 实例(一)
LF-VD 炉还原精炼渣化学成分为CaO: 68 wt%, CaF2 15 wt%, SiO2 5 wt%, Al2O3 4 wt%, MgO 8wt%, (MnO+FeO) < 1. Owt%
实例(二)
LF-VD 炉还原精炼渣化学成分为CaO 66 wt%，CaF2 20 wt%, SiO2 5 wt%, Al2O3 3 wt%, MgO 6wt%, (MnO+FeO) < 1. Owt%
本发明的LF-VD炉还原精炼渣，在 工业试验中对钢水的脱硫率达80%以上，出站 钢水硫含量均控制到0.002%以下，钢中氧化物夹杂和硅、锰、磷控制为[Si]<0.05%，[Mn]<0.05%, [P]<0.005%, Al<0.01%, T
< 30ppm。本发明专利得到国家科技部
'H^一五”科技重大专 项资助(2009ΖΧ04014-061)。
权利要求
1.一种低SiO2和Al2O3含量的LF-VD炉还原精炼渣，其特征在于包括如下重量百分 比的组分CaO 60 70%， CaF2 12 20 %， SiO2大于O至6 %， Al2O3 2 4%， MgO 6 10 %。
2.根据权利要求1所述低SiO2和Al2O3含量的LF-VD炉还原精炼渣，其特征在于 其中的有害成分(MnO+FeO) <1.0%。
全文摘要
本发明公开了一种低SiO2、Al2O3含量LF-VD炉还原精炼渣，其化学组成成分的重量百分比为CaO60～70wt%，CaF212～20wt%，SiO2＜6wt%，Al2O32～4wt%，MgO6～10wt%，(MnO+FeO)＜1.0wt%。本发明的精炼渣，在工业试验中该渣系对钢水的脱硫率达80%以上，出站钢水硫含量可控制到0.002%以下，钢中氧化物夹杂和硅、锰、磷的含量均得到有效控制，由于渣中SiO2、Al2O3、MnO的含量低，利用其低硅、低铝、低锰的特点，有效防止精炼过程中钢水增硅、增锰和回磷，进而得到纯净度极高的超低硫钢。
文档编号C21C7/076GK102010938SQ20101061191
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者卢叶, 唐萍, 文光华, 祝明妹 申请人:重庆大学