一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂及其使用方法，主要解决现有超低碳钢用钢包顶渣改质剂的制备工艺复杂、生产成本高、使用过程中容易污染环境的技术问题。本发明专利技术一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂，其组成成分的重量百分比为：Al：18‑28％，CaCO3：20‑30％，CaO：3‑7％，Al2O3：5‑10％，CaF2：5‑9％，MgO：5‑8％，Na2CO3≤6％，其余为不可避免的杂质；钢包顶渣脱氧改质剂各组分的粒径≤1mm。本发明专利技术的改质剂能够明显改善钢包渣结壳问题，改善钢水流动性。

A ladle top slag deoxidizing modifier for ultra low carbon steel and its usage

The invention relates to a kind of ladle dregs deoxidizing modifier for ultra low carbon steel and its use method, and mainly solves the technical problems of complex preparation process, high production cost and easy pollution in the process of using ladle top slag modifier for ultra low carbon steel. A steel ladle deoxidizing modifier for ultra-low carbon steel, the weight percentage of its components is: Al:18 28%, CaCO3:20 30%, CaO:3 7%, Al2O3:5 10%, CaF2:5 9%, MgO:5 8%, Na2CO3 < 6%, the rest are unavoidable impurities; the components of ladle dregs deoxidizing modifier The particle size is less than 1mm. The modifier of the invention can obviously improve the crusting problem of steel ladle slag and improve the fluidity of molten steel.

【技术实现步骤摘要】
一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂及其使用方法
本专利技术涉及生产超低碳钢过程中的钢包顶渣改质剂，特别涉及一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂及其使用方法，具体而言涉及一种用于转炉冶炼终点出钢时消除钢包顶渣氧化性的脱氧改质剂及其使用方法，属于炼钢及精炼

技术介绍
在超低碳钢生产时，由于其要求有极低的碳含量，一般需要将终点碳降低到0.03％以下，这样根据C-O平衡原理，钢液中的氧一般在600-700ppm，钢水氧化性较强，同时转炉渣也具有较强的氧化性。转炉出钢末期，虽然大多数炼钢厂采用滑板或挡渣塞等挡渣出钢，转炉渣仍不可避免地被钢液携带进钢包，这部分转炉终渣被称之为钢包顶渣。钢包顶渣具有较强的氧化性，渣中Σ(FeO+MnO)％质量分数可达到16％以上，部分钢厂可达22％，在随后的精炼过程中，渣中的氧向钢中扩散，与钢中Als反应产生大量的Al2O3夹杂，尤其是大颗粒Al2O3类夹杂，严重影响钢材表面质量，还可能导致结晶器浸入式水口堵塞，影响浇注顺行。所以对于转炉-RH工艺生产的超低碳钢，在采用挡渣出钢的同时，出钢过程中还需向钢包中加入改质剂来减少钢包渣中的Σ(FeO+MnO)％含量和调整渣成分，降低钢包顶渣的氧化性，改善钢包顶渣吸附夹杂物的能力，这是冶炼纯净钢的重要手段。常见的超低碳钢包渣改质剂一般采用Ca基或Al基原料，添加Al2O3以及部分CaF2作为助熔剂。申请公布号为CN101736135A的中国专利文件公开了超低碳钢用钢包顶渣还原改质剂及其使用方法为：35～60％Al、10～35％CaO、15～30％CaCO3，该渣还原性能不错，没有添加助熔剂成分，渣加入后化渣和反应时间较慢，渣粘度大，不能快速成渣。申请公布号为CN102643948A的中国专利文件公开了一种超低碳钢转炉终渣改质剂及其使用方法为30-50％CaCO3、5-10％CaF2、5-8％MgO及盐类＜8％，其余为Al。该渣采用CaCO3基原料，成渣速度快，缺点是CaCO3含量高过程温降大，且为粉状原料，环境污染大。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，在后续的精炼生产中，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，为满足炼钢生产的需要，需要改进Al基钢包渣改质剂的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂及其使用方法，主要解决现有超低碳钢用钢包顶渣改质剂的制备工艺复杂、生产成本高、使用过程中容易污染环境的技术问题；本专利技术采用降低钢包顶渣中Σ(FeO+MnO)％含量，来降低钢包顶渣氧化性，提高钢水洁净度，其加工方便、高效实用、成本低廉、环境友好。本专利技术采用的技术方案是：一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂，其组成成分的重量百分比为：Al：18-28％，CaCO3：20-30％，CaO：3-7％，Al2O3：5-10％，CaF2：5-9％，MgO：5-8％，Na2CO3≤6％，其余为不可避免的杂质；钢包顶渣脱氧改质剂各组分的粒径≤1mm。本专利技术超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂组份限定在上述范围内的理由如下：Al：转炉渣具有强氧化性主要是因为渣中含大量的FeO和MnO，不利于后期精炼脱氧。本专利技术的钢包顶渣脱氧改质剂选用Al作为还原剂和钢包顶渣中的FeO和MnO发生还原反应，生成Al2O3，降低钢包顶渣的氧化性，防止后续精炼过程溶解氧的增高；具体化学反应见公式1和公式2：3(FeO)+2[Al]＝(Al2O3)+3[Fe]公式1；3(MnO)+2[Al]＝(Al2O3)+3[Mn]公式2。CaCO3和CaO：在炼钢过程中，CaO为最常用的精炼渣料之一，能够脱硫、吸收夹杂物、防止钢水二次氧化等。由于钙、铝脱氧能力强，钙、铝脱氧形成脱氧产物主要有5个相组成，具体见表1。表1钙、铝脱氧产物相组成组成熔点℃3CaO·Al2O3153512CaO·7Al2O31455CaO·Al2O31605CaO·2Al2O31750CaO·6Al2O31850铝酸钙中CaO/Al2O3比值随着加铝量的增大而减小，铝酸钙的颗粒尺寸也随着CaO/Al2O3比值减小而减小。因为3CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3等含Al2O3低的铝酸钙，他们的熔点较低，在钢液中呈液态，有条件进一步聚集长大上浮，而CaO·6Al2O3等在钢液中呈固态。因此，需要调整合适的CaO/Al2O3，促使其反应生成低熔点的3CaO·Al2O3或12CaO·7Al2O3。具体化学反应见公式3-5：(CaCO3)＝(CaO)+CO2↑公式3；12(CaO)+7(Al2O3)＝(12CaO·7Al2O3)公式4；3(CaO)+(Al2O3)＝(3CaO·Al2O3)公式5。精炼渣中配入一定量的CaCO3，在钢水中发生分解反应会产生大量的CO2气体，大大增加反应界面接触面积。但CaCO3分解反应会增大钢水过程温降，不能完全用CaCO3替代CaO。因此，精炼渣中CaCO3和CaO配入比例分别为20-30％，3-7％。Al2O3：改质剂的渣料中存在Al2O3和CaO，纯CaO的熔点较高为2580℃，配入一定量的Al2O3能够改善CaO的熔化性能和熔渣流动性。同时为调整CaO/Al2O3比例，本专利技术中，Al2O3加入含量配比在5-10％。CaF2：CaF2中F-具有破坏熔渣的链状结构，促进熔渣熔化的能力。CaF2与CaO作用形成熔点1362℃的共晶体，可促进石灰的熔化；同时萤石能显著降低2CaO·SiO2的熔点，使炉渣在高碱度下具有较低的熔化温度。本专利技术中，CaF2配入比例为5-9％。MgO和Na2CO3：加入适量的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。本专利技术中MgO和Na2CO3配比分别为5-8％和小于等于6％。上述超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂的制备方法，该方法包括：1)配料，按配比称量电解铝边料、石灰石、生石灰、铝灰、萤石、废镁碳砖和纯碱，混匀后得到混匀料，混匀料组分的重量百分比为：电解铝边料20-27％，石灰石23-30％，生石灰3-7％，铝灰7-14％，萤石6-9％，废镁碳砖5-10％，纯碱≤6％。2)将混匀料磨细，控制混匀料的粒径≤1mm；3)通过压球机将步骤2)中磨细后的混匀料压制成直径5-10mm的复合球，得到成品。本专利技术原料包括电解铝边料、石灰石、生石灰、铝灰、萤石、废镁碳砖和纯碱，原料组分(重量百分比)要求如下：电解铝边料：Al≥95％；石灰石：CaCO385.7～98.6％、SiO20.07～1.0％、MgO1.0～3.0％；生石灰：CaO≥95％；铝灰：A12O360～70％、SiO25～7％、CaO3～6％、Fe2O31～3％、A110～13％；萤石：CaF288～92％、SiO23～6％；废镁碳砖：MgO85～95％、SiO21～2％，CaO1～5％，Al2O31～3％，Fe2O31～3％；纯碱：Na2CO3≥92％。本专利技术方法中要求各原料粒度≤1mm；为了改善钢包顶渣脱氧改质剂的铺展性和熔化性，钢包顶渣脱氧改质剂粒度应尽可能的小,但粉状的改质剂会对环境造成污染，因此，本专利技术的改质剂将所有原料混合均匀后，通过压球机压成直径5-10mm的复合球。上述超低碳钢用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂，其特征是，组成成分的重量百分比为：Al：18‑28％，CaCO3：20‑30％，CaO：3‑7％，Al2O3：5‑10％，CaF2：5‑9％，MgO：5‑8％，Na2CO3≤6％，其余为不可避免的杂质；钢包顶渣脱氧改质剂各组分的粒径≤1mm。

【技术特征摘要】
1.一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂，其特征是，组成成分的重量百分比为：Al：18-28％，CaCO3：20-30％，CaO：3-7％，Al2O3：5-10％，CaF2：5-9％，MgO：5-8％，Na2CO3≤6％，其余为不可避免的杂质；钢包顶渣脱氧改质剂各组分的粒径≤1mm。2.如权利要求1所述的一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂，其特征是，所述的改质剂由电解铝边料、石灰石、生石灰、铝灰、萤石、废镁碳砖和纯碱这些原料按权利要求1成分配制。3.如权利要求2所述的一种超低碳钢用钢包顶渣脱氧改质剂，其特征是，所述原料其组成成分的重量百分比为：电解铝边料：Al≥95％；石灰石：CaCO385.7～98.6％、SiO20.07～1.0％、MgO1.0～3.0％；生石灰：CaO≥95％；铝灰：A12O360～70％、SiO25～7％、CaO3～6％、Fe2O31～3％、A110～13％；萤石：CaF288～92％、SiO23～6％；废镁碳砖：MgO85～95％、SiO21～2％，CaO1～5％，Al2O31～3％，Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉娣，倪修华，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32