专利名称：一种超低碳钢转炉终渣改质剂及其使用方法
技术领域：
本发明属于炼钢及精炼技术领域，涉及一种超低碳钢转炉终渣改质剂，尤其涉及一种用于转炉终点出钢时消除终渣氧化性的Al基改质剂及其使用方法。
背景技术：
随着我国钢铁工业的发展，超低碳钢的需求越来越大，各钢厂也将高附加值品种列为生产的主要任务之一。目前大多数炼钢厂在转炉冶炼超低碳钢尚不能完全消除下渣，出钢时，虽采用挡渣措施，仍不可避免有一部分转炉终点渣随钢流进入钢包，这部分转炉渣称之为钢包顶渣。该渣氧化性较强，渣中FeO质量分数可达到11% 17%，部分钢厂可达22%，对钢水质量危害很大，会增加钢中夹杂物，尤其是Al2O3大颗粒夹杂，严重影响钢材表面质量，同时可以侵蚀钢包，增加耐材的消耗，在精炼过程还会增加合金消耗量、降低脱硫效果。又由于扒渣往往造成钢水温度损失，导致钢水收得率降低，同时影响生产节奏，因此，在采取挡渣出钢的同时需要使用钢包渣改质剂来减少钢包渣中的FeO含量和调整渣成分。常见的钢包渣改质剂主要有3种CaO+CaF2基调节剂、Al基钢包渣改质剂和CaC2基钢包渣质剂。其中，0&0+08&基调节剂由于操作简单，成本低，曾被普遍采用，但是其渣量大、成渣慢，且不能根本解决渣中FeO、MnO对钢液再氧化的问题，故在冶炼超低硫钢时较少采用。CaC2基(CaC2、CaC2+CaO等)改质剂是散脱氧剂，其优点是反应产物主要是气体，不污染钢液，有利于减少钢中夹杂物含量，提高钢包使用寿命，且同时具有脱硫作用，使用后的渣量少，成本低，缺点是在使用过程中会增碳，对冶炼超低碳钢不利。Al基钢包渣改质剂在还原钢包渣中的FeO和MnO的同时，又能减少对钢液的污染，同时，由于用量的减少，原料使用电解招边角料或废料，可以有效的控制炼钢成本；在后续的精炼生广中，对实现快速精炼和控制钢水含氧量也都有着重要意义。因此，对Al基钢包渣改质剂的研究越来越受到人们的重视。例如，中国专利申请CN1264745公开了 “转炉炼钢终渣改质剂”，其由4、%CaO，3 10%Si02, 45 55%Mg0和3 10%C组成；中国专利CN101736135A公开了“超低碳钢用钢包顶渣还原改质剂及其使用方法”，其中改质剂的组成为35飞0%A1、l(T35%Ca0、15^30%CaC03,该渣还原性能不错，但成本较高。成分为Al-CaCO3-CaF2系的改质剂，目前尚未见报道。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种超低碳钢转炉终渣改质剂，该改质剂为Al-CaCO3-CaF2系钢包渣改质剂，其加工方便、高效实用、成本低廉、环境友好。本发明的另一个目的是提供了上述改质剂的使用方法。本发明改质剂成分和含量的确定依据如下( I)炉渣硫容量目前钢液脱硫和精炼工序可选渣系主要有CaO-CaF2渣系、CaO-CaF2-Al2O3渣系和CaO-Al2O3-SiO2渣系，其中CaO-CaF2渣系的脱硫能力最强。因此，考虑到脱硫效率和CaF2对环境的污染和钢包耐材的侵蚀，同时考虑钢液流动性，确定选用萤石含量不超过10%。萤石的主要作用有①萤石的主要成分CaF2与CaO作用形成熔点1362°C的共晶体，可促进石灰的熔化；②萤石能显著降低2Ca0 SiO2的熔点，使炉渣在高碱度下具有较低的熔化温度；③萤石能降低炉渣的粘度。为增加反应界面积，进一步加入〈8%盐类；同时为保护包衬，加入5 8%Mg0。(2)炉渣粘度由于目前炼钢厂转炉顶渣中成分基本为CaO-Al2O3-SiO2-MgO,顶渣主要成分见表 I。随着CaO含量的增加，炉渣粘度迅速增加，而Al2O3也会增加炉渣粘度，但效果没有碱度增加的明显。当转炉渣组成中CaO为50 60%、Al2O3在10 30%、SiO2 ( 40%时，该渣具有较低的粘度，所以适当加入一些MgO和Na2CO3,不仅可以增加反应接触面积，还能保护包衬，降低炉渣粘度。表I转炉顶渣主要成分(wt%，其余为FeO)
权利要求
1.一种超低碳钢转炉终渣改质剂，其特征在于所述改质剂的成分按质量百分比为30 50%CaC03、5 10%CaF2、5 8%MgO 及盐类〈8%，其余为 Al。
2.根据权利要求I所述的改质剂，其特征在于所述Al为电解铝边角料或废料，为铝粉、铝粒、铝屑中的至少一种。
3.根据权利要求I所述的改质剂，其特征在于所述Al的密度与所述CaCO3的密度相同。
4.根据权利要求I所述的改质剂，其特征在于所述盐类为Na2CO3和MgO。
5.一种使用如权利要求I所述的改质剂对超低碳钢转炉终渣进行改质的方法，其特征在于所述改质剂的加入量为总渣量的1/4。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述改质剂反应后形成CaO-Al2O3-SiO2相图中铝酸三钙(3Ca0 A1203)、钙黄长石(2Ca0 Al2O3 2Si02)、铝酸钙(CaO Al2O3)区域的交叉成分，熔点小于1500°C。
全文摘要
本发明属于炼钢及精炼技术领域，涉及一种超低碳钢转炉终渣改质剂，其按质量百分比包括如下成分30~50%CaCO3、5~10%CaF2、5~8%MgO及盐类<8%，其余为Al。本发明的改质剂成本低廉、加工方便、易于生产且高效实用，其采用铝粉和CaCO3，不适用任何粘结剂和添加剂，同时不添加Al2O3等产物调整Ca/Al比，对钢水无污染，且钢水还原性很好；改质剂加入量为总渣量的1/4，铝粉综合利用率70%以上，转炉终渣碱度大于5，反应后的生成物熔点小于1500℃；没有明显增碳、渣量小；铝粉在钢水内反应可补偿钢水的部分温降；CaCO3密度和铝粉密度相同，CaCO3发生分解反应会产生气体，大大增加反应界面接触面积，确保改质剂良好的还原性能，使炉渣中的FeO氧化，含量迅速减少，大幅度降低了顶渣的氧化性，改善钢水条件。
文档编号C21C5/36GK102643948SQ201210158908
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者仇圣桃, 刘家琪, 卢军辉, 张慧 申请人:中达连铸技术国家工程研究中心有限责任公司, 钢铁研究总院