炼钢用熔渣制造技术

磷炉渣在连续铸钢中用作钢水包熔渣和／或中间包熔渣．磷炉渣是唯一兼有热绝缘．防氧化和吸收夹杂物特性的，而这些特性是作为钢水包的熔渣和／或作为中间包的熔渣所必须具备的功能要求．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼钢，更准确地说涉及连续铸钢过程中的中间包和钢水包用的熔渣(Flux)。在连续铸钢过程中，钢水从钢水包注入中间包，又从中间包转入连续的铸钢模中。连续铸钢的用户对提高钢的纯度不断提出更高的要求，而钢厂对钢中影响非金属夹杂物含量的因素予以更多的注意。钢的脱氧通常是在钢水包中进行，而且脱氧的某些产物是以清除钢水包的熔渣的方法排出。但是，钢和已溶解合金的再氧化有可能在钢水包中，中间包中和连续铸模中发生，或者在各个转移的操作过程中发生，这样就会对钢中最终的纯度造成不利的影响。所以，钢水包和中间包都需要有一种熔渣。一种理想的钢水包熔渣材料和一种理想的中间包熔渣材料应具有以下功能;a)钢的热绝缘，以便防止钢水在钢水包中或中间包中过早地凝固和过多地结渣壳，b)保护钢免受空气氧化，c)吸收扩散到熔渣-金属界面的夹杂物。如下面更具体论述的，这些功能对于连续铸造模中的模渣也是需要的，但是对于模渣还有其它更重要的特性要求是钢水包熔渣或者中间包熔渣所不需要的。在钢水包中和中间包中的熔渣对完成上述三方面的功能越好，则施加于其后的连续铸钢过程中的模渣的加入量就可以更少些，而且模渣所能完成的功能因此也更好。钢水包熔渣和中间包熔渣的第一项功能(a)需要具有一个外部固态的细颗粒层，由于热传导通过一个完全的液层是相当快的，而其它两项功能(b)和(c)则要求有一个液体层与钢水相接触。对于第三项要求(c)所给予的注意很少，但对于钢水包和中间包的设计已经作了些改进，并在钢水包和中间包中增设了流量控制装置，夹杂物的分离程度可望得到提高，尤其当能够加入可吸收非金属反应产物的一种合适的熔渣组分时，其效果更好。在钢水包中或在中间包中或者在二者中都施加熔渣材料已经逐渐成为典型的习惯做法。铝酸钙通常被用作钢水包的熔渣材料。稻壳(rice hulls)通常被用作中间包的熔渣材料。稻壳，其中含有大约85%的二氧化硅，可以提供非常好的热绝缘性能，而且也是使用它的主要原因，但它对于防止氧化或吸收夹杂物不是非常有效。稻壳在铸钢温度下是固体的，所以该材料在某些程度上能够满足第二和第三项要求是由于其它氧化物(大概是由再氧化产生的铁和锰的氧化物)与二氧化硅构成的熔渣以形成一个液面层的结果，因而是有些不能令人满意的状况。各种模渣也曾用作中间包熔渣。尽管这些材料通常在吸收杂质和防止氧化特性方面相当有效，但一般这些材料的热绝缘性不是很有效的，除非能保持一个细颗粒层。这些材料都是作为模渣的特殊功能要求而配制的，而作为一种可能的中间包熔渣是有其缺点的。在上述三方面的特性之外，模渣还需要渗入到模子中正在固化的钢和模壁之间。这种特性，作为模渣的一种最重要的特性，比上面所述的三项功能要求还重要得多，它有助于控制从正在固化中的钢到模壁的热传导率，并对正在固化的钢流经铸模时能起到一种润滑剂作用。为了提供钢的流动特性，在钢铸造温度下模渣的粘度一般是较低的，通常是由于添加流化剂(如氧化钠、氟化钠或氟化钙)产生的结果。也经常加入碳用以控制模渣的熔化速度。因此，模渣的液化温度一般是在1000℃至1150℃范围内。低粘度和流化剂的存在都将对钢水包和中间包的环境条件是不利的，可是钢水包或中间包中的钢水存在涡流，所以当钢水经过连续铸钢模时，将容易产生大量的低粘度材料夹杂物，而且流化剂对一般用作中间包部件(如衬套，水口和液面下出口用的陶瓷筒)的耐火材料会造成浸蚀。此外，由于熔渣的组分构成复杂，将导致模渣价格很贵。所以，稻壳和模渣都不能满足用作钢水包或中间包的要求，因为二者都不能具备既满足理想的功能要求又不产生附加的问题。同样地，铝酸钙由于它吸收氧化铝的能力有限和它具有将潮湿空气中的氢气转移到钢水中去的能力，因而它不宜于用作熔渣。这种效能是不希望有的，而且任何中间包或者钢水包的熔渣都不应增强对不希望有的元素的转移，诸如从潮湿空气中转移氢气，以及从熔渣本身的组分中转移到钢水中去。钢水包和中间包中熔渣的最佳实际组份，具有一个相当窄的性能范围，可从下面的具体论述中清楚地了解。因为希望有一个液面层与钢水相接触，该钢水在钢水包和中间包中的温度通常是在大约1475℃至大约1600℃范围内，其熔渣应当在1450℃左右完全熔化，但由于粘度太低会造成如上所述的问题，故过热度不宜太大，所以流态温度在1350℃至1450℃之间是合适的，该温度比绝大多数模渣温度要高得多。大量的铁的氧化物(以FeO或Fe2O3的形式)或锰的氧化物都是不希望有的，因为它们都会将氧气引入钢中，并可能最后将非金属夹杂物导入固化的产品中。另外，由于熔渣的主要功能之一是吸收夹杂物，而且由于绝大多数连续铸造的钢坯都是铝镇静钢，所以其夹杂物都是铝的氧化物或铝酸钙，在熔渣中铝氧化物的初始含量应当尽可能的低，以便促进夹杂物的吸收。如前面所分析的，流化剂的允许含量(诸如氧化钠，氟化钠和氟化钙)都要根据溶解(温度)范围，粘度，和耐火材料的浸蚀各种考虑加以严格的限制。唯一剩下的可与石灰相结合产生一种具有合适的溶化特性的熔渣的氧化物就是二氧化硅。现已出人意外地发现磷炉渣用作钢水包和中间包熔渣具有一切它们所需要的特性。所以，本专利技术提供一种用于连续铸钢的方法，其特征在于，应用细颗粒状的磷炉渣作为钢水包或中间包的或者二者的熔渣。磷炉渣通常作为单独的熔渣材料，不混合有或化合有其它组分。可以加入少量的其它组分用于特殊目的，与熔渣的作用无直接关系。磷炉渣用作钢水包或中间包的熔渣特别有效，在其中磷炉渣能够发挥上面所述三项要求具备的功能。磷炉渣所具有的熔点能够使中间包或钢水包中由粉状炉渣层覆盖着钢水的金属表面上形成一个熔化层。覆盖层的残渣是粉末状的，由此可以提供钢水的热绝缘并阻止凝固和在钢水包中或中间包中结成过厚的渣壳。在钢水表面存在一个熔化层可以有效地将钢水与周围的空气隔离开，并由此可以保护钢水免受空气的氧化。如下面更具体的论述，磷炉渣的化学成份中，氧化铝的含量很低，这就便于对到达熔融金属和熔渣界面处的氧化铝及其夹杂物吸收。另外，磷炉渣不会增加其它不希望有的元素(包括氢气)转移到钢水中去。磷炉渣是一种利用磷岩石，二氧化硅，碳进行电热反应生产黄磷的低价副产品，所以是很便宜的。炉渣是由电弧炉中排出的，而且通常是允许逐渐冷却的。这种形式的磷炉渣具有一种晶体结构，而且在提供以一种适宜的粒度范围以后，可以该晶体形式应用。另一方面，炉渣也可以依一种非晶形提供使用。形成这种非晶形炉渣的一种方法是将熔融的炉渣从炉中取出置入水中急冷制成细颗粒状。将炉渣制成非晶形的另一种方法是通过一个水冷却的转鼓的抛摔作用，用水急冷熔融的炉渣以形成丸粒状，最后将丸粒收集起来。本专利技术所使用的磷炉渣最好是非晶形的，因为其化学成分基本上是均匀的，而当炉渣处于晶体状态时，整个炉渣体中化学成分有些变化是常见的，这或许是不理想的。磷炉渣的确切成分随着磷炉渣中原始材料的比例不同而变化。一般地说，磷炉渣的成分可以看作是一种含氟的硅酸钙，其中CaO与SiO2的重量比为大约0.7至大约1.35，最好是约0.8至1.2，含有小于5%(重量)的氟。在磷炉渣中也经常含有各种其它的组分，如下面的表Ⅰ中所示。从一种典型的电热法生产黄磷过程中产生的磷炉渣，对上述三种功能特性达到的理想程度，表明这种材料可以提供用于钢水包和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸钢的方法，其中钢水置于钢水包和／或中间包中，其特征在于，利用颗粒状的磷炉渣在至少一个所述钢水包和所述中间包中作为熔渣使用。

【技术特征摘要】
GB 1986-5-9 86113361.一种铸钢的方法，其中钢水置于钢水包和/或中间包中，其特征在于，利用颗粒状的磷炉渣在至少一个所述钢水包和所述中间包中作为熔渣使用。2.按照权利要求1所述的一种方法，其特征在于，该熔渣是用于中间包的。3.按照权利要求1或2所述的一种方法，其特征在于，该磷炉渣是晶体状态的。4.按照权利要求1或2所述的一种方法，其特征在于，该磷炉渣是非晶形状态的。5.按照权利要求1至4的任何一项所述的一种方法，其特征在于，该磷炉渣具有由丸粒到很细的粉状颗粒的颗粒范围。6.按照权利要求1至5的任何一项所述的一种方法，其特征在于，该磷炉渣所含CaO与SiO2的重量比由约0.7至约1.35。7.按照权利要求6所述的一种方法，其特征在于，该磷炉渣所含CaO与SiO2的重量比由0.8至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚厉山大麦克莱恩，伊恩戴维萨默维尔，保罗斯蒂芬蒂蒙斯，迈克尔史蒂文克鲁格尔，
申请(专利权)人：田纳科加拿大分公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]