CN100371464C - 一种钢水复合精炼剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钢水复合精炼剂，其由脱氧合金及精炼剂基料组成，脱氧合金由Ca、Si、Ba、Al、C组成，配比如下：Ca8～18%、Si35～45%、Ba7～17%、Al 10～25%、C15～35%；精炼剂基料由CaO、AL₂O₃、SiO₂、MgO组成，配比如下：CaO50～65%，Al₂O₃30～45%，SiO₂2～6%，MgO5～10%；脱氧合金∶精炼剂基料＝0.75～3∶1。本发明的钢水复合精炼剂，可以作为预脱氧剂或顶渣改质剂使用；有利于防止高熔点纯物质SiO₂、AL₂O₃等固相脱氧产物的形成，使其形成低熔点的复合化合物；脱氧效果高，降低了脱氧成本；配比中不含氟，有利于环境保护。

Description

一种钢水复合精炼剂

技术领域

本发明涉及一种冶金行业炼钢过程中使用的辅助添加材料，尤其是在出钢时向钢包中加入的作为预脱氧剂或顶渣改质剂使用的钢水复合精炼剂。

背景技术

随着对钢水质量要求的提高，尤其是高性能、高质量钢材的广泛使用，对炼钢过程中的辅助材料提出了更高的要求。该发明钢水复合精炼剂，是集钢液、钢渣脱氧、吸附夹杂等精炼功能于一体的新型冶金辅助材料。在出钢时向钢包内加入，能起到合金脱氧作用。在钢包渣面上加入，能对转炉、电炉下渣脱氧、改质，有效改变转炉下渣氧化性高带来的一系列质量问题。

该发明与传统脱氧剂、顶渣改质剂及其应用工艺相比，由于脱氧产物Al₂O₃、SiO₂与精炼剂中的基料，形成了低熔点的化合物，降低了脱氧产物的活度，有利于脱氧元素的有效利用。在少量的合金元素条件下，可获得高效率的脱氧效果，降低了脱氧成本。精炼剂由于精炼基料的存在，聚合能力强，对硫化物夹杂、氮化物夹杂、氧化物夹杂，特别是SiO₂、Al₂O₃夹杂具有强的吸附能力功能。该发明不含游离CaO、电石CaC₂等易吸潮物质，储藏时间长，使用中无烟尘飞扬。不含氟，有利于环境保护。精炼剂上述特点是传统的SiAlBa、SiCaBa复合合金脱氧剂、其它精炼剂所不具备的。如名称为“高性能精炼剂”、专利申请号为02123885.5的中国发明专利申请文件所公开的技术方案，由电石粉、镁粉、铝粉以及硅铁粉组成；另一名称为“冶金用复合精炼剂”、专利申请号为200410083014.0的中国发明专利申请文件所公开的技术方案，含有硅钙合金、硅钡合金、电石等，都不具备上述优势。另外，某些精炼剂包含有英石CaF₂成分，不利于环境保护。某些精炼剂本身价格比较贵，不能有效降低冶炼成本。

发明内容

本发明针对现有精炼剂的不足，提供一种由脱氧合金与精炼剂基料组成的复合精炼剂。

本发明的技术方案：一种钢水复合精炼剂，其特征在于：由脱氧合金及精炼剂基料组成，脱氧合金由Ca、Si、Ba、Al和C组成；脱氧合金的配比如下：Ca8～18％、Si35～45％、Ba7～17％、Al 10～25％、C15～35％；精炼剂基料由CaO、AL₂O₃、SiO₂和MgO组成，精炼剂基料的配比如下：CaO50～65％，Al₂O₃30～45％，SiO₂2～6％，MgO5～10％。脱氧合金与精炼剂基料的配比范围如下，脱氧合金∶精炼剂基料为0.75～3∶1。

本发明的钢水复合精炼剂，相对于现有技术，具有如下特点：

1、复合精炼剂中的由多种合金元素组成的脱氧剂，有利于防止高熔点纯物质SiO₂、Al₂O₃等固相脱氧产物的形成，使其形成低熔点的复合化合物；而复合精炼剂中的精炼剂基料的熔点较低，其熔点为1370-1400℃，当与高温钢水接触时低熔点的精炼剂很快熔化成液态，液态精炼剂密度轻，在上浮过程中与脱氧产物SiO₂、Al₂O₃相聚时，将生成低熔点的C₁₇A₇(熔点1450℃)和低熔点共晶物C₂SC₁₂A₇-CA(熔点1335℃)，加强了脱氧产物的上浮排除，实现了钢水净化的目的。

由于脱氧产物SiO₂、Al₂O₃等与精炼剂形成的低熔点的化合物，降低了脱氧产物的活度，有利于脱氧元素的有效利用。故，在少量的合金元素条件下，可获得高效率的脱氧效果，降低了脱氧成本。

精炼剂中的碳在脱氧过程中产生的CO气体，成为了熔池的搅拌气体，强化了出钢过程脱氧动力学条件，有利于脱氧产物的聚合排除。本复合精炼剂具有高效脱氧、净化夹杂功能。

2、复合精炼剂由于有一定量强脱氧剂及高碱度的低熔点精炼剂，当在出钢完毕后向顶渣中加入时，能有效地对钢包顶渣改质，降低其氧化性，且改质后的顶渣在保持较高碱度下有好的融化性能，对脱氧产物等上浮夹杂具有很强的吸附能力。改质后的钢包渣属低(FeO)的CaO-Al₂O₃-SiO₂三元渣系，该渣碱度高、熔点低、氧化性弱。

3、精炼剂属还原、碱性渣系，炉渣通过改质后不仅有低的氧化性，而且保持了较高碱度，不仅避免了氧化性顶渣对钢水直接氧化带来的一系列质量问题，同时也有效地防止了低碱度下SiO₂对钢水的间接氧化，有利于钢中酸溶铝含量的提高；同时保证顶渣有一定的碱性对防止回磷有益。

4、适用范围广：除了超低碳、低硅钢以外，能用于所有普碳钢以及中、低合金钢。

5、复合精炼剂所用碱性基料不含CaO、CaC₂等易吸潮物质，储藏时间长；配比中不含氟(主要是CaF₂)，有利于环境保扩。

具体实施方式

本发明的钢水复合精炼剂，由多种脱氧合金及精炼剂基料组成，脱氧合金由Ca、Si、Ba、Al和C组成；脱氧合金的配比如下：Ca8～18％、Si35～45％、Ba7～17％、Al10～25％、C15～35％；精炼剂基料由如下物质组成，CaO、Al₂O₃、SiO₂和MgO，各个组分的配比如下：CaO50～65％，Al₂O₃30～45％，SiO₂2～6％，MgO5～10％。脱氧合金与精炼剂基料的配比范围如下，脱氧合金：精炼剂基料为0.75～3∶1，脱氧合金所占的重量比一般为40-80％。

本发明的钢水复合精炼剂的生产工艺：

脱氧合金：破碎、粒度1～5mm。

精炼剂基料：预熔、破碎。粒度1～5mm。

成品：脱氧合金与精炼剂基料按照上述比例混合搅拌均匀、高压压块，粒度5～15mm，防水包装。在成品中，脱氧合金所占的重量比一般为40-80％。脱氧合金中的Ca、Si、Ba、Al和C等组分，纯度较高，能满足本发明的要求。

其优化配比(一)：

脱氧合金的配比如下：Ca11％、Si38％、Ba10％、Al16％、C25％；

精炼剂基料的配比如下：CaO53％，Al₂O₃38％，SiO₂4％，MgO5％。

脱氧合金∶精炼剂基料＝1.5∶1

其优化配比(二)：

脱氧元素的配比如下：Ca18％、Si35％、Ba15％、Al10％、C22％；

精炼剂基料的配比如下：CaO60％，Al₂O₃30％，SiO₂2％，MgO8％。

脱氧合金∶精炼剂基料＝3∶1

其优化配比(三)：

脱氧元素的配比如下：Ca8％、Si45％、Ba7％、Al25％、C15％；

精炼剂基料的配比如下：CaO50％，Al₂O₃34％，SiO₂6％，MgO10％。

脱氧合金∶精炼剂基料＝0.8∶1

本发明的钢水复合精炼剂，可以作为预脱氧剂或顶渣改质剂使用；作为预脱氧剂应在转炉、电炉出钢过程中，利用其混冲时良好的动力学条件加入钢包中，代替等量合金，如Si-Al-Ba等，对钢水进行预脱氧，加入量：1.5Kg/吨钢。作为顶渣改质剂应在出完钢后加入钢包渣中对炉渣改质，加入量0.5-0.75Kg/吨钢。

经实验结果表明，采用1.5Kg/吨钢复合精炼剂脱氧，0.6Kg/吨钢复合精炼剂改质钢渣，能实现钢水预脱氧，氩前[O]_D小于70PPm，氩后[O]_D小于20PPm。钢渣改质((FeO)+(MnO)小于5％目标要求。综合脱氧、改质效果优于单用Si-Al-Ba等合金脱氧条件。

本发明的复合精炼剂脱氧、改质效果稳定。使用中无烟尘飞扬，包内、渣面反应平稳，渣态疏松，熔化良好，钢包液面不结团。

由于脱氧、改质效果良好，硅、锰等合金收得率提高，综合成本低于合金脱氧剂。

本发明的复合精炼剂是利用了合金元素的有效利用来实现高效脱氧效果。在少量的合金元素条件下，可获得高效率的脱氧效果，降低了脱氧成本。同时，复合精炼剂中配有对SiO₂、Al₂O₃脱氧产物有强吸附能力的精炼剂，因此用于对夹杂物有严格要求的，特别是对Al₂O₃夹杂有要求的高碳硬线钢等的脱氧、改质更为有利。

Claims (3)

1.一种钢水复合精炼剂，其特征在于：由脱氧合金及精炼剂基料组成，脱氧合金由Ca、Si、Ba、Al和C组成；脱氧合金的配比如下：Ca8～18％、Si35～45％、Ba7～17％、Al10～25％、C15～35％；

精炼剂基料由CaO、Al₂O₃、SiO₂和MgO组成，精炼剂基料的配比如下：CaO：50～65％，Al₂O₃：30～45％，SiO₂：2～6％，MgO：5～10％；

脱氧合金∶精炼剂基料＝0.75～3∶1。

2.根据权利要求1所述的钢水复合精炼剂，其特征在于：所述的脱氧合金的配比如下：Ca11％、Si38％、Ba10％、Al16％、C25％：所述的精炼剂基料的配比如下：CaO53％，Al₂O₃38％，SiO₂4％，MgO5％；脱氧合金∶精炼剂基料＝1.5∶1。

3.根据权利要求1所述的钢水复合精炼剂，其特征在于：所述的脱氧合金的配比如下：Ca18％、Si35％、Ba15％、Al10％、C22％；所述的精炼剂基料的配比如下：CaO60％，Al₂O₃30％，SiO₂2％，MgO8％；脱氧合金∶精炼剂基料＝3∶1。