一种用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣

本发明属于预熔精炼渣制造，具体涉及了一种用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣。

背景技术：

1、高铝合金钢中的酸溶铝含量通常高于0.7％，应用在al-trip钢、al-twip钢、氮化钢以及电工钢等门类，近年来发展较快，市场前景良好。高铝含量钢生产过程中，由于用铝合金进行脱氧会导致在钢液中产生al2o3夹杂物，并且还会产生镁铝尖晶石类夹杂物。在钢液中未能够上浮去除或者变性去除的一些高熔点夹杂物会不断地粘聚在水口处，最终有可能导致水口堵塞影响高铝钢的生产。并且这类夹杂物还会导致结晶器内部的液面发生波动，并且有些会被冲刷进钢水或者保护渣中导致连铸所得到的连铸坯产生质量缺陷，从而难以达到先进高强钢的生产要求。

2、钢中夹杂物对钢材性能以及质量的影响已经成为制约高质量合金钢生产的一个十分重大的因素，因此在实际的生产过程之中对高铝合金钢中的夹杂物的控制工艺也提出了更高的要求，并且在不影响实际的生产状况的条件下尽可能地获得更高地效率更好性能的钢种，以及尽量使得生产成本更低地条件下，钢包渣精炼工艺成为首选的精炼工艺投入到生产实践中，并不断地在进行改进。

3、现阶段研究为改善高铝钢水的可浇性、提高连浇炉数，需要将钢中夹杂物进行变性处理，使之成为低熔点的化合物。但是高铝合金钢中铝含量特别高，钢中平均al含量大于1％，甚至可以达到2.5％，钢中细小al2o3、mgo·al2o3系夹杂物数量众多，向钢液中喂钙处理已然不能满足高铝钢中al2o3的形态控制要求，夹杂物改性不完全还会造成浇铸中断和轧材缺陷。此外，浇铸过程中al容易与渣、耐火材料反应，为了保证高铝钢连铸过程的顺行，除加强保护浇注和避免钢水与保护渣之间的氧化还原反应外，最重要的就是采用新的精炼技术进行脱氧产物变性处理，对高铝钢中夹杂物进行去除。

4、当今预熔精炼渣的技术成熟，大量实验已经验证顶渣组成可以有效变性钢中夹杂物并使之数量减少，因此用合成精炼渣提升高铝合金钢的纯净度是非常有必要的；其中保证精炼渣对氧化铝夹杂的充分吸收是冶炼al-trip钢的关键。国内报道的攀钢连铸生产高铝渗氮钢使用w(cao)/w(al2o3)＝1.6～1.8、sio2含量小于5％的渣系。东北大学的张佩灿研究发现cao-al2o3-sio2-mgo-caf2渣系中，在w(cao)/w(al2o3)小于2时，高铝钢中全氧质量分数、夹杂物的al2o3质量分数及其尺寸随着w(cao)/w(al2o3)增加而减少，顶渣的w(cao)/w(al2o3)值应控制在2左右。美国utah大学的weol d.c.和peter f.研究了在1725k和1825k之间氧化铝在cao-al2o3渣系和cao-al2o3-sio2渣系中的溶解情况，结果表明氧化铝的溶解速度随着sio2、al2o3质量分数的增加而降低，温度升高后al2o3的溶解速度有显著地增加，适量地加入mgo和caf2能促进al2o3的溶解。

5、通过精炼期使用较高钙铝比的cao-al2o3-mgo-sio2精炼渣，快速使细小夹杂物变性、熔点降低聚合为大型夹杂物上浮去除，能够避免合金损失同时改善钢水可浇性，然而现有的钙铝系精炼渣碱度过高，渣中含有尚未溶解的cao微粒，导致熔点、粘度较大，需要添加一定量的caf2作为稀渣剂，原因是caf2能够促进cao颗粒溶解,同时也是网状或链状硅氧离子的破坏者，促使si-o复合阴离子网络结构解体，然而氟化物在使用过程中会产生hf和sif4有害气体，对人体和环境造成危害。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种能稳定控制高铝钢液中夹杂物的形成、尺寸和数量分布的无氟预熔精炼渣，便于制备加工、使用、操作，可以提高钢液的纯净度，降低冶炼成本，对钢液中的夹杂物进行有效去除。

2、本发明的目的是以下述技术方案实现的：

3、一种用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣，按质量百分比计，其化学成分组成为：

4、cao 30～60％、al2o3 25～45％、mgo 5～10％、b2o3+na2o 1～10％、sio2 0～5％、sro+bao 1～5％。

5、优选的，按质量百分比计，其化学成分组成为：cao 54％、al2o3 30％、mgo 6％、b2o3+na2o 3％、sro+bao 3％、sio2 4％。

6、优选的，按质量百分比计，其化学成分组成为：cao 49％、al2o3 29％、mgo 8％、b2o3+na2o 9％、sro+bao 3％、sio2 2％。

7、优选的，按质量百分比计，其化学成分组成为：cao 50％、al2o3 33％、mgo 7％、b2o3+na2o 7％、sro+bao 3％。

8、如上所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣的制备方法，包括以下步骤：

9、将含有上述化学成分的基料和熔剂混合均匀，添加适量粘结剂进行造块或造球，烘干后熔化，然后经干燥、粉碎，得到预熔精炼渣。

10、优选的，所述基料和熔剂为由以下成分组成的原料：

11、以质量份计，煅烧石灰石或方解石20～60份、熟铝矾土20～50份、镁砂4～10份、水泥熟料0～30份、矿渣粉0～10份、硼砂0.5～10份和/或纯碱0.5～10份、碳酸锶0.5～5份和/或碳酸钡0.5～5份。

12、优选的，所述熔化冶炼采用电弧炉或感应电炉，冶炼温度为1350～1550℃。

13、优选的，所述粘结剂为选自纸浆、糖浆、糊精、铝酸钠与糊精混合物中的一种或多种组合。

14、优选的，所述粉碎后颗粒渣过150目以上筛，粉渣过200目以上筛。

15、本申请通过提供一种含有氧化硼+氧化钠、氧化锶+氧化钡的预熔精炼渣，既可有效地控制高铝钢中夹杂物含量，提高钢的纯净度和钢材质量，而且可显著提高高铝钢浇铸连浇炉数，降低生产成本，同时不含氟元素，避免了传统精炼渣氟化物污染环境的缺点，操作工艺更简便安全，提升了高铝钢种生产的环境质量，具有非常重大的战略价值。

技术特征：

1.一种用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分组成为：

2.如权利要求1所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分组成为：

3.如权利要求1所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分组成为：

4.如权利要求1所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分组成为：

5.如权利要求1～4任一项所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣的制造方法，其特征在于，

7.如权利要求5所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣的制造方法，其特征在于，

8.如权利要求5所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣的制造方法，其特征在于，

9.如权利要求5所述的用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣的制造方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种用于高铝合金钢精炼的无氟预熔精炼渣，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分组成为：CaO 30～60％、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;25～45％、MgO 5～10％、B<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;+Na<subgt;2</subgt;O 1～10％、SiO<subgt;2</subgt;0～5％、SrO+BaO1～5％。本申请通过提供一种含有氧化硼+氧化钠、氧化锶+氧化钡的预熔精炼渣，既可有效地控制高铝钢中夹杂物含量，提高钢的纯净度和钢材质量，而且可显著提高高铝钢浇铸连浇炉数，降低生产成本，同时不含氟元素，避免了传统精炼渣氟化物污染环境的缺点，操作工艺更简便安全，提升了高铝钢种生产的环境质量，具有非常重大的战略价值。

技术研发人员：吕静彩,赵烁
受保护的技术使用者：邯郸学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13