本发明涉及一种炼钢用添加剂及制备、使用方法，确切地属于一种用于冶炼中高合金钢的精炼添加剂及制备和使用方法。本发明适用于采用bof-rh-cc流程生产5%＜mn+si+cr+ni+mo+ti+v+nb≤10%的中高合金的铝镇静钢。
背景技术：
随着世界经济发展进入全面工业化时代，钢铁行业在生产工艺、产品类别方面也发生着革新与变化，而合金钢即是在用户多元化、特殊化需求条件下发展起来的模糊化新类别。
合金钢是指基于以硅锰及脱氧元素等基本合金元素为主的普通碳素钢，其通过添加适量的一种或多种特定合金元素而构成的复杂铁碳合金。根据合金含量不同，可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢；根据合金元素组成不同，又可分为铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬镍钼钢、硅锰钼钒钢等。
冶金技术是现代工业化技术先进性的典型代表之一，以转炉冶炼-炉外精炼-连铸为核心流程的冶金过程代表着钢铁联合生产的主流，其产量占世界钢铁业总产量的90%以上。基于以上冶金过程生产合金钢，在成分控制、成品机械性能控制方面已经不存在太大问题，但是，在中高合金钢生产过程中，由于合金加入量大、调节频次高，使在冶金过程稳定性受到严重影响，还有使炉渣组分结构持续发生重大变化且致钢渣互混的几率增加，使钢液洁净度难以有效保障；其虽在成品宏观机械性能达标的基础上，但钢中夹杂物总量较多、组分复杂、内部质量不高，对钢材的性能均匀性、使用稳定性、使用寿命等均造成严重不利影响。
钢中夹杂物控制是冶金技术的重要研究方向之一，碳素结构洁净钢的夹杂物控制已经较为成熟，但是对于合金钢来说，由于其成分复杂，钢渣反应又造成炉渣组分结构在冶金过程中持续变化，炉渣吸附夹杂物的能力较差。对于钢中夹杂物的控制措施，传统的方法是以控制钢水氧化性或喂入钙线对夹杂物进行变性处理和去除等方法进行，但存在在合金钢冶炼中难以充分发挥作用，其结果还是导致合金钢夹杂物含量偏高、连铸坯内部偏析严重、成品内部质量较差等，影响合金钢继续向更高层次发展和更广领域的应用。
基于bof-（lf）-rh-cc的中高合金钢冶金工艺流程中，通过加入专用的高效精炼剂，改善炉渣物化性能和反应能力，减少钢液中夹杂物的含量，提高钢液纯净度，具备理论基础和现实基础，但是精炼剂的成分控制和使用方法是达到应用目的的关键因素。
技术实现要素：
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过精炼添加剂使用，提高中高合金钢钢液洁净度，成品钢中t[o]达到20ppm以下，氧化物夹杂总量在0.008%以下，夹杂物粒径≤100μm，铸坯中心偏析平均降低0.5~1级，成品钢板晶粒度提高1~2级，成品钢板探伤合格率不低于99.5%的用于冶炼中高合金钢的精炼添加剂及制备和使用方法。
实现上述目的的措施：
一种用于中高合金钢精炼的添加剂，其组分及重量百分比含量为：cao：25~30%，b2o3：8~10%，na2o：10~15%，si：5~8%，ba：5~10%，tfe：1~3%，la系：30~40%。
一种用于中高合金钢精炼的添加剂的制备方法，其步骤：
1）先将权利要求1所述的全部原料进行混合均匀；
2）进行研磨，经研磨后的粒度控制在200~500目；
3）进行造球：在不添加水的条件下，经常温造球机造成粒径为15~20mm的球状精炼添加剂；
4）进行烘干：经烘干后，精炼添加剂中的水分含量控制在不超过0.5wt%；
5）进行封装：烘干结束后，随即将烘干后的精炼添加剂进行装袋密封并待用。
一种用于中高合金钢精炼的添加剂的使用方法：其步骤：
1）首先在复吹转炉出钢过程中添加精炼添加剂：当出钢量达到钢水总量的1/3时开始加入脱氧合金，并在出钢到钢水总量的2/3时脱氧合金全部加完；脱氧合金加完后随即一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.4~0.6kg/吨钢执行；
2）钢水进入rh真空炉进行处理过程中第二次添加精炼添加剂：对于铝镇静钢，在rh真空炉处理开始的3分钟内，首先要完成深脱氧操作；在深脱氧操作结束后的1分钟内，通过rh真空炉顶的料仓一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.8~1.0kg/吨钢执行；
在精炼添加剂加入结束后，在真空度不超过100pa条件下，使全部钢水反复三次进入真空室进行处理，钢水在rh工位的总处理时间不低于15分钟。
本发明中各组分的作用及机理：
ba及la系稀土合金可在加入钢液后起到深度脱氧的效果，bao可提交炉渣碱度，脱氧产物中的稀土氧化物。其熔点一般在2000℃以上，在钢液中呈低密度固态存在，可以作为其他类型夹杂物的附着质点，al2o3、mns等夹杂物可以附于其表面，形成大粒径复合夹杂物并持续上浮，减少夹杂物总量。
na2o：其一方面增加添加剂的碱度，提高其吸附硅酸盐、铝酸盐类夹杂物的能力；另一方面可有效地与钢液中的[h]和[s]相结合，减少mns等大型夹杂物的生成，减轻该类大型可塑性夹杂对成品性能的不利影响，并通过上浮去除，同时此类碱金属氧化物上浮进入炉渣以后，可显著降低炉渣的粘度和熔点，优化炉渣吸收夹杂物的动力学条件，提高炉渣铺展性能，减少二次氧化的几率与程度。
b2o3：其是强力氧化物吸附剂，其在钢液中可与包括feo在内的各类氧化物结合，粒径增大后上浮进入炉渣中，起到去除氧化物夹杂的作用，提高钢液洁净度。
si：其是稀土硅合金和稀土硅钡合金中的稳定剂，保证ba及la系元素以化合物形式稳定存在，同时熔化后钡可用于脱氧反应。
本发明之所以在转炉出钢过程中投入本发明的精炼添加剂，是由于可保证该添加剂与钢液能进行充分混合反应，在锰铁、硅铁脱氧剂作用基础上进一步脱氧，初步去除夹杂物，使其部分上浮至炉渣中。
本发明之所以在rh真空冶炼过程中再次加入该精炼添加剂，是由于对于铝镇静钢来讲，rh精炼前期主要进行加铝深脱氧操作，为了保证精炼添加剂充分发挥作用，深脱氧应该在处理前180秒内完成，在深脱氧结束后60秒内通过顶部料仓一次性加入该添加剂，加入完成后，并要保证极限真空度条件下（即真空度＜100pa）全部钢水循环处理3轮，即全部钢液通过真空室3次以上，总处理时间15分钟以上，以增加精炼添加剂与钢液中夹杂物的反应时间，保证夹杂物的去处效果。
本发明与现有技术相比，通过本发明精炼添加剂的添加，能提高中高合金钢钢液洁净度，成品钢中t[o]达到20ppm以下，氧化物夹杂总量在0.008%以下，夹杂物粒径≤100μm，铸坯中心偏析平均降低0.5~1级，成品钢板晶粒度提高1~2级，成品钢板探伤合格率不低于99.5%。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
本实施例采用bof-rh-cc流程生产成分如下的中高合金的铝镇静钢。
一种用于中高合金钢精炼的添加剂，其组分及重量百分比含量为：cao：25.5%，b2o3：9%，na2o：10.5%，si：6%，ba：7.5%，tfe：1.5%，la系元素：40%；
制备方法，其步骤：
1）先将组分及重量百分比含量为：cao：25.5%，b2o3：9%，na2o：10.5%，si：6%，ba：7.5%，tfe：1.5%，la系元素：40%的全部原料进行混合均匀；
2）进行研磨，经研磨后的粒度均在200~300目内；
3）进行造球：在不添加水的条件下，经常温造球机造成粒径在15~20mm内的球状精炼添加剂，其中15~20mm粒径的球状物占比达到96.2%；
4）进行烘干：经烘干后，精炼添加剂中的水分含量为0.42wt%；
5）进行封装：烘干结束后，随即将烘干后的精炼添加剂进行装袋密封并待用；
使用方法：其步骤：
1）首先在复吹转炉出钢过程中进行添加精炼添加剂：当出钢量达到钢水总量的1/3时开始常规加入脱氧合金，并在出钢到钢水总量的2/3时脱氧合金已全部加完；脱氧合金加完后随即一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.43kg/吨钢加入；
2）钢水进入rh真空炉进行处理过程中第二次添加精炼添加剂：对于所冶炼的中合金的铝镇静钢，在rh真空炉处理开始至150秒时，完成了加铝深脱氧操作；在深脱氧操作结束至处理210秒时，通过rh真空炉顶的料仓一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.89kg/吨钢加入；
在精炼添加剂介入结束后，在真空度为80pa条件下，使全部钢水反复三次进入真空室进行处理，其总处理时间为16分钟；
常规进行后工序，包括轧制和热处理。
经检测，未添加精炼剂生产时，本钢种冶炼后，铸坯中心偏析为c2.0级别，经宽厚板轧机轧制为30mm钢板，以890℃淬火+670℃回火的工艺进行热处理，成品钢中t[o]为24ppm，氧化物夹杂总量在0.011%，统计夹杂物粒径超过100μm的占比为12%，最大为247μm，板厚1/4处晶粒度为8级，探伤合格率为91%。在添加精炼添加剂冶炼后，成品钢中t[o]达到18ppm，氧化物夹杂总量在0.0075%，统计的夹杂物粒径均未超过97μm，铸坯中心偏析平均为c1.5级，成品钢板晶粒度为9.5级，成品钢板探伤合格率为99.8%。
实施例2
本实施例采用bof-rh-cc流程生产成分如下的中高合金的铝镇静钢。
一种用于中高合金钢精炼的添加剂，其组分及重量百分比含量为：cao：25.0%，b2o3：10.0%，na2o：15.0%，si：8.0%，ba：10.0%，tfe：2.0%，la系元素：30.0%；
制备方法，其步骤：
1）先将组分及重量百分比含量为：cao：25.0%，b2o3：10.0%，na2o：15.0%，si：8.0%，ba：10.0%，tfe：2.0%，la系元素：30.0%的全部原料进行混合均匀；
2）进行研磨，经研磨后的粒度均控制在300~400目内；
3）进行造球：在不添加水的条件下，经常温造球机造成粒径在15~20mm内的球状精炼添加剂，其中15~20mm粒径的球状物占比为95.8%；
4）进行烘干：经烘干后，精炼添加剂中的水分含量为0.45wt%；
5）进行封装：烘干结束后，随即将烘干后的精炼添加剂进行装袋密封并待用；
使用方法：其步骤：
1）首先在复吹转炉出钢过程中进行添加精炼添加剂：当出钢量达到钢水总量的1/3时开始常规加入脱氧合金，并在出钢到钢水总量的2/3时脱氧合金已全部加完；脱氧合金加完后随即一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.6kg/吨钢执行；
2）钢水进入rh真空炉进行处理过程中第二次添加精炼添加剂：对于所冶炼的中合金的铝镇静钢，在rh真空炉处理开始至180秒时，完成了加铝深脱氧操作；在深脱氧操作结束至处理240秒时，通过rh真空炉顶的料仓一次性加入精炼添加剂，其加入量按照1.0kg/吨钢执行；
在精炼添加剂介入结束后，在真空度在100pa条件下，使全部钢水反复三次进入真空室进行处理，其总处理时间在15分钟；
常规进行后工序，包括轧制和热处理。
经检测，未添加精炼剂生产时，本钢种冶炼后，铸坯中心偏析为b2.0级别，经宽厚板轧机轧制为30mm钢板，以890℃淬火+630℃回火的工艺进行热处理，成品钢中t[o]为26ppm，氧化物夹杂总量在0.013%，统计夹杂物粒径超过100μm的占比为17%，最大为309μm，板厚1/4处晶粒度为7.5级，探伤合格率为87%。在添加精炼添加剂冶炼后，成品钢中t[o]达到19ppm，氧化物夹杂总量在0.0079%，统计的夹杂物粒径不超过100μm，铸坯中心偏析平均为b1.0级，成品钢板晶粒度为8.5级，成品钢板探伤合格率为99.5%。
实施例3
本实施例采用bof-rh-cc流程生产成分如下的中高合金的铝镇静钢。
一种用于中高合金钢精炼的添加剂，其组分及重量百分比含量为：cao：30.0%，b2o3：8.0%，na2o：11.0%，si：5.0%，ba：5.0%，tfe：3.0%，la系元素：38.0%；
制备方法，其步骤：
1）先将组分及重量百分比含量为：cao：30.0%，b2o3：8.0%，na2o：11.0%，si）：5.0%，ba：5.0%，tfe：3.0%，la系元素：38.0%的全部原料进行混合均匀；
2）进行研磨，经研磨后的粒度均控制在300~500目内；
3）进行造球：在不添加水的条件下，经常温造球机造成粒径在15~20mm内的球状精炼添加剂，其中15~20mm粒径的球状物占比达到97.1%；
4）进行烘干：经烘干后，精炼添加剂中的水分含量为0.402wt%；
5）进行封装：烘干结束后，随即将烘干后的精炼添加剂进行装袋密封并待用；
使用方法：其步骤：
1）首先在复吹转炉出钢过程中进行添加精炼添加剂：当出钢量达到钢水总量的1/3时开始常规加入脱氧合金，并在出钢到钢水总量的2/3时脱氧合金已全部加完；脱氧合金加完后随即一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.4kg/吨钢执行；
2）钢水进入rh真空炉进行处理过程中第二次添加精炼添加剂：对于所冶炼的中合金的铝镇静钢，在rh真空炉处理开始至170秒时，完成了加铝深脱氧操作；在深脱氧操作结束至处理230秒时，通过rh真空炉顶的料仓一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.8kg/吨钢执行；
在精炼添加剂介入结束后，在真空度在36pa条件下，使全部钢水反复三次进入真空室进行处理，其总处理时间在25分钟；
常规进行后工序，包括轧制和热处理。
经检测，未添加精炼剂生产时，本钢种冶炼后，铸坯中心偏析为c1.5级别，经宽厚板轧机轧制为25mm钢板，以900℃淬火+640℃回火的工艺进行热处理，成品钢中t[o]为26ppm，氧化物夹杂总量在0.0085%，统计夹杂物粒径超过100μm的占比为7%，最大为177μm，板厚1/4处晶粒度为8.5级，探伤合格率为96%。在添加精炼添加剂冶炼后，成品钢中t[o]达到16ppm，氧化物夹杂总量在0.0067%，统计的夹杂物粒径不超过100μm，铸坯中心偏析平均为c1.0级，成品钢板晶粒度为9.5级，成品钢板探伤合格率为100%。
实施例4
本实施例采用bof-rh-cc流程生产成分如下的中高合金的铝镇静钢。
一种用于中高合金钢精炼的添加剂，其组分及重量百分比含量为：cao：27.0%，b2o3：8.5%，na2o：12.5%，si：7.5%，ba：6.5%，tfe：1.0%，la系元素：37.0%；
制备方法，其步骤：
1）先将组分及重量百分比含量为：cao：27.0%，b2o3：8.5%，na2o：12.5%，si：7.5%，ba：6.5%，tfe：1.0%，la系元素：37.0%的全部原料进行混合均匀；
2）进行研磨，经研磨后的粒度控制在300~400目内；
3）进行造球：在不添加水的条件下，经常温造球机造成粒径在15~20mm内的球状精炼添加剂，其中15~20mm粒径的球状物占比在96.7%；
4）进行烘干：经烘干后，精炼添加剂中的水分含量为0.38wt%；
5）进行封装：烘干结束后，随即将烘干后的精炼添加剂进行装袋密封并待用；
使用方法：其步骤：
1）首先在复吹转炉出钢过程中进行添加精炼添加剂：当出钢量达到钢水总量的1/3时开始常规加入脱氧合金，并在出钢到钢水总量的2/3时脱氧合金已全部加完；脱氧合金加完后随即一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.55kg/吨钢执行；
2）钢水进入rh真空炉进行处理过程中第二次添加精炼添加剂：对于所冶炼的中合金的铝镇静钢，在rh真空炉处理开始至165秒时，完成了加铝深脱氧操作；在深脱氧操作结束至处理218秒时，通过rh真空炉顶的料仓一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.92kg/吨钢执行；
在精炼添加剂介入结束后，在真空度在55pa条件下，使全部钢水反复三次进入真空室进行处理，其总处理时间在22分钟；
常规进行后工序，包括轧制和热处理。
经检测，未添加精炼剂生产时，本钢种冶炼后，铸坯中心偏析为c2.0级别，经宽厚板轧机轧制为28mm钢板，以905℃淬火+625℃回火的工艺进行热处理，成品钢中t[o]为22ppm，氧化物夹杂总量在0.0092%，统计夹杂物粒径超过100μm的占比为13%，最大为206μm，板厚1/4处晶粒度为8.5级，探伤合格率为95.5%。在添加精炼添加剂冶炼后，成品钢中t[o]达到14ppm，氧化物夹杂总量在0.0072%，统计的夹杂物粒径不超过100μm，铸坯中心偏析平均为c1.0级，成品钢板晶粒度为10级，成品钢板探伤合格率为99.7%。
实施例5
本实施例采用bof-rh-cc流程生产成分如下的中高合金的铝镇静钢。
一种用于中高合金钢精炼的添加剂，其组分及重量百分比含量为：cao：28%，b2o：7%，na2o：13.5%，si：7%，ba：9%，tfe：1.5%，la系元素：34%；
制备方法，其步骤：
1）先将组分及重量百分比含量为：cao：28%，b2o：7%，na2o：13.5%，si：7%，ba：9%，tfe：1.5%，la系元素：34%的全部原料进行混合均匀；
2）进行研磨，经研磨后的粒度控制在400~500目内；
3）进行造球：在不添加水的条件下，经常温造球机造成粒径在15~20mm内的球状精炼添加剂，其中15~20mm粒径的球状物占比为97%；
4）进行烘干：经烘干后，精炼添加剂中的水分含量为0.43wt%；
5）进行封装：烘干结束后，随即将烘干后的精炼添加剂进行装袋密封并待用；
使用方法：其步骤：
1）首先在复吹转炉出钢过程中进行添加精炼添加剂：当出钢量达到钢水总量的1/3时开始常规加入脱氧合金，并在出钢到钢水总量的2/3时脱氧合金已全部加完；脱氧合金加完后随即一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.52kg/吨钢执行；
2）钢水进入rh真空炉进行处理过程中第二次添加精炼添加剂：对于所冶炼的中合金的铝镇静钢，在rh真空炉处理开始至179秒时，完成了加铝深脱氧操作；在深脱氧操作结束至处理235秒时，通过rh真空炉顶的料仓一次性加入精炼添加剂，其加入量按照0.96kg/吨钢执行；
在精炼添加剂介入结束后，在真空度在72pa条件下，使全部钢水反复三次进入真空室进行处理，其总处理时间在24分钟；
常规进行后工序，包括轧制和热处理。
经检测，未添加精炼剂生产时，本钢种冶炼后，铸坯中心偏析为c2.0级别，经宽厚板轧机轧制为32mm钢板，以915℃淬火+620℃回火的工艺进行热处理，成品钢中t[o]为23ppm，氧化物夹杂总量在0.0089%，统计夹杂物粒径超过100μm的占比为6%，最大为192μm，板厚1/4处晶粒度为7.5级，探伤合格率为96.5%。在添加精炼添加剂冶炼后，成品钢中t[o]达到12ppm，氧化物夹杂总量在0.0066%，统计的夹杂物粒径不超过100μm，铸坯中心偏析平均为c1.5级，成品钢板晶粒度为8.5级，成品钢板探伤合格率为99.6%。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。