钢包精炼炉用多效精炼剂制造技术

本发明专利技术公开了钢包精炼炉用多效精炼剂，所述的精炼剂由含有下述重量百分比的组分制备而成：ＣａＣ２４５～７０％、ＳｉＣ５～２０％、Ａｌ５～１５％和缓释剂１０～２０％；所述精炼剂各组分的块度或粒度为：ＣａＣ２为５～２０ｍｍ、ＳｉＣ为≤３ｍｍ、Ａｌ为１～５ｍｍ、缓释剂≤５ｍｍ。本发明专利技术的精炼剂，其组分中Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ元素均具有较强的脱氧能力，能满足炉渣快速深度脱氧以及对钢水扩散脱氧的要求；脱氧元素产物能与合成渣组分形成白渣矿相，有利于钢水脱硫和去除夹杂物；减少钢水在精炼过程中增加［Ｎ］、［Ｈ］含量，降低消耗及成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢包精炼炉(LF)用的精炼剂(辅助造渣材料)，应用于精炼渣还原性 (或称弱氧化性)气氛下造泡沫化白渣的钢水精炼工艺技术，属钢水炉外精炼领域。
技术介绍
钢包精炼炉，即LF炉(LADLE FURNACE)，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备，它的 主要任务是①脱硫②温度调节③精确的成分微调④改善钢水纯净度⑤造渣。随着用户对 高级别钢特别是低氮、氢、磷、硫、氧和低夹杂物洁净钢的需求大大增加，如X65抗H2S海底 管线管钢、X52QS抗强酸性超低硫管线管钢、CS-110SS抗腐蚀石油套管钢、WB36CN1核电用 管钢等，这些高品质产品对钢中氮、氢的质量分数有很高的要求，常规钢包精炼炉精炼工艺 技术难以实现。为此，国内外相继实施了 “电石+铝粉+硅铁粉+萤石”、“合成渣+渣洗还 原剂”、“合成渣+熔融铝酸钙+渣洗还原剂”等造精炼炉渣工艺技术，上述控氮、氢和夹杂物 技术虽然可以达到一定的冶金效果，但均存在不足之处，尤其难以达到钢包精炼炉最佳的 冶金效果。采用传统的“电石+铝粉+硅铁粉+萤石”辅助造渣工艺，存在发泡剂发泡过快、 泡沫保持时间短、稳定性差的弊端，而且存在消耗高、环境污染严重、劳动强度大等问题。采用渣洗还原剂作为精炼剂存在两个方面的缺点一是，因为渣洗还原剂主要功 效组分受资源制约而不稳定，如Al含量波动大，Al203、Si02含量普遍偏高；所以导致其对精 炼炉渣的脱氧能力难以与精炼炉造白渣工艺相匹配。当初炼钢水转炉终点低和带渣量 大时，需要加入大量的渣洗还原剂进行脱氧，但随之而来是渣中(Al2O3) (SiO2)等酸性氧化 物的增加，炉渣碱度和表面张力的降低，不利于白渣的形成、保持以及稳定的泡沫化，严重 时会形成“玻璃渣”。采用该材料辅助造渣，难以稳定实现钢水的深脱硫和去夹杂物等冶金 功能。二是，因为渣洗还原剂发泡组分极少，精炼炉渣难以形成长时间稳定的泡沫化并实现 电极的埋弧加热，钢水极易吸收N、H ；所以使用渣洗还原剂辅助造渣工艺，不利于钢水、 含量的有效控制。目前，国际上在造泡沫时普遍采用碳酸盐(如&0)3、1%0)3等)作为发泡剂，其优 势是可以持续地为精炼炉提供造泡沫渣所需的气源，可以实现炉渣的全程泡沫化。但采用 碳酸盐(如CaC03、MgCO3等)作为发泡剂存在两方面的弊端一是，发泡剂发泡过快、泡沫 稳定性差，而且发泡剂消耗高、环境污染严重。二是，碳酸盐(如&0)3、1%0)3等)在高温下 分解(分解温度约为800°C )产生的CO2属氧化性气体，对钢水有二次氧化的危害。专利技术的内容本专利技术为了解决上述钢包精炼炉造渣方法的不足，其目的是提供一种在精炼渣还 原性(或称弱氧化性)气氛下造泡沫化白渣的钢水精炼工艺用，是一种低成本冶炼高品质 钢种的炼钢方法，属钢水炉外精炼领域。本专利技术可以减少钢水、含量，提高精炼炉渣 脱硫、去夹杂物能力，提高电能的热效率(降低电耗)。本专利技术是这样实现的钢包精炼炉炼钢精炼剂，其特征在于3所述的精炼剂，由含有下述重量百分比的组分制备而成CaC2-45 70 %、 SiC-5 20%、Α1—5 15% 和缓释剂 10 20% ；所述精炼剂各组分的块度或粒度为=CaC2为5 20mm、SiC为彡3mm、Al为1 5mm、缓释剂彡5mm。所述精炼剂化学成份为Ca—28 55%、Α1—5 15%、C—15 30%、Si—3 15%和缓释剂10 20%。缓释剂为显著提高炉渣粘度和表面张力抑逃逸的氧化物。如活性BaO、CaO, MgO寸。具体操作时，首先根据初渣的氧含量(FeO+MnO等)、脱氧元素的脱氧能力、CaC2和 SiC的发气量，对形成白渣的矿相组分要求、对炉渣粘度和表面张力的影响程度，计算配入 各脱氧元素及相应组分的用量，即确定多效精炼剂的各组分的具体重量百分比。为了有效控制各发泡元素的反应速度，使其产生的气源C02、C0(主要为CO)被较 长时间地密封在粘度和表面张力较大的炉渣内，具体方法一是，通过控制其材料粒度可以 达到一定功效；二是，通过配入抑制发泡速度及气体逃逸的缓释剂，可以稳定(其功效随温 度变化不大)提高炉渣粘度和表面张力。最佳的块度或粒度范围是钢包精炼炉多效精炼剂组分配制，首先将各组分按如 下块度或粒度要求进行加工=CaC2为5 20mm、SiC为彡3mm、Al为1 5mm、缓释剂彡5mm, 然后按设计比例混勻并采用内塑外编双层防潮包装，重量以5 IOkg/袋为宜。保质期不 超过15天。本专利技术与现有的钢包精炼炉造渣工艺技术相比，有以下效果1.钢包精炼炉精炼剂功效组分中Ca、Al、Si、C元素均具有较强的脱氧能力， 能满足炉渣快速深度脱氧以及对钢水扩散脱氧的要求。精炼渣(FeO+MnO) ^ 1%，钢水 ( 16ppm。2.脱氧元素产物能与合成渣组分形成白渣矿相，有利于钢水脱硫和去除夹杂 物。在合成渣中主要组分石灰活性度为280mol/ml(40 士 rC，10min)的条件下，精炼炉渣 Ls彡140，脱硫率彡81. 6%，比现有工艺提高15%;精炼终点钢水夹杂物总量< 65ppm，比现 有工艺降低25ppm以上。3.精炼剂功效组分有较强的发泡功能，并配入抑制发泡速度及气体逃逸的缓释 剂。国内外通常采用碳酸盐(如&0)3、8冗03等)作为发泡剂，鉴于该类发泡剂稳定性差和 所产生CO2对钢渣有二次氧化的弊端。本设计弃用了该类发泡剂，仅借助于炉渣的弱氧化 性(还原性)和功效组分中C产生的C02、CO (在精炼炉渣还原性与高温条件下主要为C0) 作为造泡沫渣的气源。再通过配入抑制发泡速度及气体逃逸的缓释剂，该缓释剂可以稳定 (其功效随温度变化不大)提高炉渣粘度和表面张力，将发泡剂产生的co2、co(主要为C0) 被较长时间地密封在粘度和表面张力较大的炉渣内。实践证明，在钢包精炼炉多效精炼剂加入量为0. 5 0. 6kg/t (钢水)时，泡沫化 白渣的保持时间在60min以上。确保了精炼炉的完全埋弧精炼，由此产生了两个方面的效 果3. 1减少钢水在LF精炼过程中增加、含量。因为空气中的N2和H2O经电 弧离解成N、H原子后极易溶解于钢水中，所以采用完全埋弧泡沫渣的工艺技术可以大幅度降低钢中N、H含量。在空气湿度大于95以上的条件下，钢包精炼炉终点钢水 <45ppm， 比现有工艺降低25ppm以上； ( 3. 8ppm,比现有工艺降低Ippm以上。3. 2降低消耗及成本。提高电能的热效率，节约电耗20%以上；减少电极的氧化烧 损，节约电极消耗15%以上；同时还减少电弧对钢包渣线耐火材料的侵蚀。对精炼硫要求 不是很高的钢种，可以减少合成渣消耗约40%。5、本专利技术的钢包精炼炉精炼剂(辅助造渣材料)在精炼渣还原性(或称弱氧化 性)气氛下造泡沫化白渣的钢水精炼技术，包括钢包精炼炉多效精炼剂成份设计、组分配 制、加入量、加入方法等工艺技术。具体实施例方式钢包精炼炉炼钢精炼剂，其特征在于所述的多效精炼剂，由含有下述重量百分比的组分制备而成CaC2-45 70%、 SiC-5 20 % ,Al—5 15 %和缓释剂10 20 % ；多效精炼剂组分中配有强脱氧元素(Ca、 Al、Si)、强发泡元素(C)和抑制气体逃逸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢包精炼炉用炼钢精炼剂，其特征在于：所述的精炼剂，由含有下述重量百分比的组分制备而成：ＣａＣ↓［２］－－４５～７０％、ＳｉＣ－－５～２０％、Ａｌ－－５～１５％和抑制气体逃逸的缓释剂１０～２０％；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒瑞，黄正全，陈坤，梁东，李琨，肖龙全，
申请(专利权)人：重庆科健冶金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]