CN101134987B - 一种无取向硅钢用脱硫剂 - Google Patents

Abstract

一种无取向硅钢用脱硫剂，成分重量百分比为：CaO：45～58；Al₂O₃：8～23；CaF₂：15～30；SiO₂：3～8；Mg：2～6；C：≤0.015％。所述脱硫剂在对钢水脱硫前需进行表面钝化处理，钝化处理为向脱硫剂加入重量百分比为0.3～1.0的有机溶剂。本发明的脱硫剂中含金属镁颗粒，使该脱硫剂具备良好的脱氧功能，为钢水脱硫创造了良好的条件；并且本发明添加有有机溶剂，能对脱硫剂表面进行钝化处理，使其表面产生一层疏水保护层，达到防潮、提高脱硫剂反应性的目的。

Description

一种无取向硅钢用脱硫剂

技术领域

本发明涉及一种脱硫剂，尤其涉及一种用于对无取向硅钢进行脱硫的脱硫剂，属于冶金炼钢领域。

背景技术

硅钢广泛应用于电力电子工业，其炼钢过程的核心技术是有害元素的充分去除和其夹杂物的合理控制，在此前提下发挥有利元素的作用从而改善硅钢的性能。硫对绝大多数钢种而言是一种有害元素。在精炼过程对钢水进行脱硫是控制钢中硫含量的主要方法。

传统脱硫工艺主要采用的是钢包炉工艺及喷粉脱硫工艺，并且是在非真空条件下对钢水进行脱硫处理，使用的脱硫剂一般为(50％～70％)CaO-(30％～50％)CaF₂，即石灰-萤石系列；或者是(40％～70％)CaO-(10％～20％)CaF₂-(20％～40％)Al₂O₃的混合渣料。

无取向硅钢属于超低碳钢，其脱硫难度要比低碳钢大得多，在炼钢过程中，要尽可能地降低钢中碳，氮，氧，硫的含量。钢水在真空循环脱气过程中首先要进行真空脱碳处理，使钢水中碳含量达到15ppm左右，然后对钢水脱氧处理，再进行真空脱硫处理，在真空脱硫中还要防止钢水中碳元素的增加。

传统脱硫剂不能满足无取向硅钢脱硫的要求，因为传统脱硫剂是非真空精炼过程，所以会造成钢水的增碳(钢水脱硫过程造成的增碳在20ppm)、增氮。此外，以颗粒状石灰为脱硫剂，在运输和贮存过程容易吸潮，影响脱硫效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脱硫剂，该真空条件下的脱硫剂能够有效防吸潮，使钢水的脱硫效率达到40％以上，并且使整个脱硫过程中钢水增碳控制在8ppm以下，钢水的增氮控制在5ppm以下。

为达到上述目的，本发明所涉及的无取向硅钢用脱硫剂，成分重量百分比为：

CaO：45～58；

Al₂O₃：8～23；

CaF₂：15～30；

SiO₂：3～8；

Mg：2～6；

C：≤0.015。

优选的，CaO的重量百分比为(Wt％)：45～58；

CaF₂的重量百分比为(Wt％)：18～30；

所述无取向硅钢用脱硫剂的粒度为3mm～15mm。

较佳的，所述脱硫剂在对钢水脱硫前需进行表面钝化处理；

所述钝化处理为向脱硫剂加入重量百分比(Wt％)0.3～1.0的有机溶剂；

有机溶剂为硅油。

以下是本发明主要元素的作用及其限定说明：

CaO：45～60(wt％，以下各元素相同)

钢水中硫的去除主要通过CaO与钢中溶解的硫反应去除。因此，CaO是钢水脱硫反应的主要组元，必须保证其含量达到一定的比例。脱硫剂中CaO含量太高则脱硫剂熔点过高，不利于其熔化参加反应，影响脱硫反应的动力学，含量过低则不能有效去除硫。

有机溶剂，优选为硅油：0.3～1.0wt％，

一般的脱硫剂未经过表面处理，脱硫剂中含有的CaO遇到潮湿的空气发生反应，使有活性的石灰变成了Ca(OH)₂，造成脱硫性能大大降低，而且CaO受潮后容易结块，堵塞料仓，造成设备故障影响生产正常进行。加入硅油后，对脱硫剂表面进行了钝化处理，使其表面产生一层疏水保护层，达到防潮、提高脱硫剂反应性的目的。

金属Mg：2～6wt％，

经过表面钝化处理的金属镁颗粒在高温下形成镁蒸汽，进入钢液后与钢中的硫具有很强的结合力，其脱硫能力远远高于CaO。此外，金属镁还具有很强的脱氧能力，可以进一步降低钢水中的氧含量，对提高脱硫效果非常有利。但是镁与钢水反应比较激烈，过多的加入镁会严重影响设备的运行，且镁的价格较高，因此，本发明中镁含量控制在2％～6％范围。

Al₂O₃：8～23wt％；CaF₂：15～30wt％：

脱硫剂中需要加入助熔组元，与CaO结合形成液态，再与钢水发生液-液反应，其动力学条件要大大优于固-液反应的动力学条件。现有技术中一般采用CaF₂组元作为助熔剂，使得耐火材料的侵蚀加重，还造成环境污染。本发明用Al₂O₃配合CaF₂作助熔剂，使这一不足得到改善。加入过低含量的助熔剂(Al₂O3和CaF₂)，达不到快速熔化的目的，而过高含量的助熔剂会造成脱硫主成分CaO含量的不足，也影响耐火材料的使用寿命。因此将Al₂O₃的百分含量控制在8％～23％之间，CaF₂的百分含量控制在18％～30％之间较为适中。

SiO₂：3～8wt％，

SiO₂对降低脱硫剂熔点以及促进脱硫剂熔化有利，但同时会降低熔渣的碱度，影响脱硫效果。过低含量则对降低脱硫剂熔点不利，含量过高则降低熔渣的碱度从而影响脱硫效果。本发明的脱硫剂中的SiO₂的百分含量控制在3％～8％。

C：≤0.015wt％，

在无取向硅钢脱硫的工艺过程中，脱硫剂中的碳含量是必须严格控制，并且钢水脱硫过程的增碳控制也与碳含量密切相关。脱硫剂中碳含量要尽可能地低，要求严格控制在0.015％以下。

除了对上述组成元素有限定外，脱硫剂的粒度也很重要，颗粒尺寸太大则脱硫剂反应性能差，颗粒在钢水中的停留时间短；而脱硫剂颗粒过小，容易在真空抽气条件下被抽入真空***，不能参与反应，而且影响真空设备，造成设备故障。本发明控制脱硫剂粒度范围为3mm～8mm既能保证其反应性，又不会影响真空设备。

本发明的优点在于：脱硫剂中含金属镁颗粒，使该脱硫剂具备良好的脱氧功能，为钢水脱硫创造了良好的条件；本发明的无取向硅钢用脱硫剂添加有有机溶剂，能对脱硫剂表面进行钝化处理，使其表面产生一层疏水保护层，达到防潮、提高脱硫剂反应性的目的；配上其它组元混合制成的脱硫剂具有良好的熔化性能，熔点在1330±15℃，能快速脱硫反应.

具体实施方式

表1为实施例1～3的脱硫剂的成分重量百分比。

表1

实施例	CaO(Wt％)	SiO<sub>2</sub>(Wt％)	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(Wt％)	CaF<sub>2</sub>(Wt％)	Mg(Wt％)	C(Wt％)	硅油(Wt％)	粒度(mm)
									1	58.0	3.0	8.0	30.0	2.0	0.015	1.0	5～12
2	52.7	5.3	13.7	23.6	3.9	0.012	0.64	3～10
									3	45.0	8.0	23.0	18.0	6.0	0.014	0.30	5～15

实施例1

配制脱硫剂，其重量百分比为：CaO：58.0％；SiO₂：3％；Al₂O₃：8.0％；CaF₂：30.0％；Mg：2％；C：0.015％。脱硫剂粒度在5～12mm之间。

加入硅油1.0％，对该脱硫剂进行表面钝化处理，使其表面覆盖一层疏水保护层，具备防潮性能。

钢水经过真空脱碳、真空脱氧处理后，钢水中的氧降低到一定的程度，此时加入实施例1中的脱硫剂对钢水进行真空脱硫处理。

对上述脱硫剂进行试验，试验条件为：钢水在300t RH-KTB工位，钢水中初始硫含量在0.0020％-0.0050％(低硫情况)。

试验表明：

钢水在RH-MFB精炼过程脱硫处理前硫含量为0.0038％，经过脱硫处理后，钢水中硫含量降至0.0019％，脱硫效率为50.0％；在脱硫过程中钢水增碳量为7ppm，增氮量为4ppm。

实施例2

配制脱硫剂，其重量百分比为：CaO：52.7％；SiO₂：5.3％；Al₂O₃：13.7％；CaF₂：23.6％；Mg：3.9％；C：0.012％。脱硫剂粒度在3～10mm之间。

加入硅油0.64％，对该脱硫剂进行表面钝化处理，使其表面覆盖一层疏水保护层，具备防潮性能。

试验条件和实施例1相同，在此不一一赘述，试验表明：

钢水在RH-MFB精炼过程脱硫处理前硫含量为0.0026％，经过脱硫处理后，钢水中硫含量降至0.0014％，脱硫效率为46.2％；在脱硫过程中钢水增碳量为9ppm，增氮量为3ppm。

实施例3

配制脱硫剂，其重量百分比为：CaO：45.0％；SiO₂：8.0％；Al₂O₃：23.0％；CaF₂：18.0％；Mg：6.0％；C：0.014％。脱硫剂粒度在5～15mm之间。

加入硅油0.30％，对该脱硫剂进行表面钝化处理，使其表面覆盖一层疏水保护层，具备防潮性能。

试验条件和实施例1相同，在此不一一赘述，试验表明：

钢水在RH-MFB精炼过程脱硫处理前硫含量为0.0034％，经过脱硫处理后，钢水中硫含量降至0.0019％，脱硫效率为44.1％；在脱硫过程中钢水增碳量为7ppm，增氮量为4ppm。

Claims (3)

1.一种无取向硅钢用脱硫剂，其特征在于，其成分重量百分比为：

CaO：45～58；

Al₂O₃：8～23；

CaF₂：18～30；

SiO₂：3～8；

Mg：2～6；

C：≤0.015。

2.如权利要求1所述的无取向硅钢用脱硫剂，其特征在于：所述无取向硅钢用脱硫剂的粒度为3mm～15mm。

3.如权利要求1所述的无取向硅钢用脱硫剂，其特征在于：所述脱硫剂在对钢水脱硫前需进行表面钝化处理，所述钝化处理为向脱硫剂加入重量百分比为0.3～1.0的硅油。