CN104531954A - 一种铝镇静钢钢水净化剂的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝镇静钢钢水净化剂的生产工艺，步骤如下：1)将电解铝生产过程中产生的废弃物铝灰与石灰石按照比例均匀混合，其中铝灰的配加量G的计算公式为：G=0.604÷β；式中：β为铝灰中间Al₂O₃的具体质量百分数含量，%；石灰石的配加量W的计算公式为：W=0.396÷γ；式中：γ为石灰石中间CaO的具体质量百分数含量，%；2)将步骤1中按照所述比例混合均匀的铝灰与石灰石放入破碎机首先破碎，然后再在雷蒙磨中间将其磨细到粒径为1mm以下，将其混匀，加入高压压球机，压制成渣球，然后拉运到转炉出钢工位待用，转炉冶炼铝镇静钢时，按照等量替代传统渣洗原料的原则，加入以上的渣球，并且按照传统的炼钢工艺使用即可。

Description

一种铝镇静钢钢水净化剂的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种铝镇静钢钢水净化剂的生产工艺。

背景技术

炼钢工艺过程中，钢水脱氧的模式主要有三种：（1）采用硅质材料对于钢水进行脱氧的，称为硅镇静钢；（2）采用金属铝或者铝铁合金对钢水进行脱氧的，称为铝镇静钢；（3）同时使用以铝和硅为脱氧材料对于钢水进行脱氧的，称为硅铝镇静钢。

一般来讲铝镇静钢具有脱氧速度快，钢中的氧能够被迅速脱到一个很低的水平，即钢中的W[O]%在0.015%以上，钢中的氧就全部转变为氧化铝，钢水在浇铸过程中，能够有效的避免铸坯的气泡、翻皮、皮下组织疏松等缺陷，优势显著。但是铝脱氧的产物如果留在钢液中间，会造成钢水在浇铸过程中，由于富集Al₂O₃引起的结瘤事故，如果Al₂O₃停留在钢坯内部，会造成铸坯因为Al₂O₃的存在造成的钢材表面有麻点凹坑，钢材的物理性能下降等缺陷。所以在冶炼铝镇静钢的过程中，为了去除钢水中间的Al₂O₃夹杂物，不同的钢厂采用不同的辅助材料去除钢液中间的Al₂O₃夹杂物。

    检索文献披露：（1）朱丽慧　赵钦新　顾海澄　陆燕荪，在1999年第四期的《钢铁研究》杂志上刊登的论文“关于钢用铝脱氧的再认识”中间，有“为了消除或减弱铝脱氧反应产物及残留在钢中的铝对钢性能的损害，近年来，一些研究者尝试采用复合合金脱氧剂对钢进行脱氧，使钢的性能得到改善。用SiBaAl合金代替纯铝、硅铝铁做炼钢终脱氧剂，可完全满足钢脱氧的要求，尤其对连铸钢可防止或避免连铸时水口结瘤。钡的脱氧能力比铝大2个数量级。钡还能调节夹杂物密度和熔点，改善钢液对夹杂物的浸润性和接触表面能，使夹杂物易于排除。”的内容表述；（2）王宝明，潘贻芳，田雷，侯葵，王文辉在 2008年12月第6期的《炼钢》杂志上刊出的论文“含铝钢连铸时中间包水口结瘤物的成因分析”一文中间，有“铝镇静钢中的氧化铝(Al₂O₃)，产生于钢中溶解氧和加入的铝之间的反应，是典型的脱氧生成的夹杂物，含铝钢脱氧产物主要为Al₂O₃，其熔点为2050℃，具有较高的界面能，Al₂O₃与钢水的润湿角为140°，钢水与Al₂O₃的界面张力较大，Al₂O₃有相互聚群倾向，两个10μm的Al₂O₃夹杂粘结只需0.03s，粘结力很大且粘附后有足够的强度，因此，氧化铝夹杂容易通过碰撞，积聚形成大颗粒夹杂，在浇注过程中析出，并粘附在水口周围。造成水口结瘤。”的内容表述，以及“在W(S)<0.015％等条件下、控制w(Ca)／w(Al)≥0.12，能够消除水口结瘤现象的发生。”的内容表述；（3）顾兴钧、杨作宏在2002年第6期的《炼钢》杂志上刊出的，题为“防止船板(铝镇静)钢水口结瘤的生产实践”一文中间，有“铝镇静钢水口结瘤堵塞的主要原因是钢中存在高熔点难熔氧化物Al₂O₃夹杂物，如何降低钢中氧含量，最大限度的减少难熔Al₂O₃夹杂，成为解决水口结瘤堵塞的关键。”，以及“通过采用两步加铝法、炉后吹氢、强化保护、塞棒吹氨等措施可以减少铝镇静钢的Al₂O₃夹杂物，解决水口堵塞问题，提高连浇炉数，保证生产顺行。”的内容描述。（4）冯杰、张红文编写的著作：炼钢基础知识（M）北京冶金工业出版社 2005：63～100和徐曾啟编写的著作：炉外精炼[M] 冶金工业出版社 2003：86～87，这两本专著中间均有关于使用渣洗的工艺方法，即在转炉出钢的工艺过程中，向钢水内加入预熔渣或者不同的渣料，这些渣料的主要成分是石灰和萤石、石灰和铝渣球、石灰和预熔渣等。这些渣料的熔点较低，能够迅速的形成低熔点的渣系，呈现液态的渣系。使得Al₂O₃夹杂物能够被熔渣吸附在一起，在浮力的作用下上浮到钢水上部，进入顶渣被去除。

    通过这些文献的表述可知，铝镇静钢的生产过程中，铝脱氧产生的Al₂O₃是造成钢水浇铸过程中结瘤事故和引起钢材质量下降的主要原因。国内的各个钢厂为了减少铝镇静钢生产过程中产生的夹杂物的工艺方法，采用渣洗去除夹杂物是一种普遍的工艺方法，但是不同的渣洗工艺方法的成本偏高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝镇静钢钢水净化剂的生产工艺，不仅易于操作，可以快速去除氧化铝夹杂物，而且能够比较明显地降低炼钢成本。

本发明的目的是这样实现的：一种铝镇静钢钢水净化剂的生产工艺，步骤如下：

1)  将电解铝生产过程中产生的废弃物铝灰与石灰石按照比例均匀混合，其中铝灰的配加量G的计算公式为：

               G=0.604÷β

       式中：β为铝灰中间Al₂O₃的具体质量百分数含量，%；

       石灰石的配加量W的计算公式为：

               W=0.396÷γ

       式中：γ为石灰石中间CaO的具体质量百分数含量，%；

2)  将步骤1中按照所述比例混合均匀的铝灰与石灰石放入破碎机首先破碎，然后再在雷蒙磨中间将其磨细到粒径为1mm以下，将其混匀，加入高压压球机，压制成渣球，然后拉运到转炉出钢工位待用，转炉冶炼铝镇静钢时，按照等量替代传统渣洗原料的原则，加入以上的渣球，并且按照传统的炼钢工艺使用即可。

    在生产过程中，石灰石中间的CaCO₃分解，促使球体迅速的分解，产生的气体CO₂逸出为后续的反应提供了动力学条件，其中的成分相互反应生成面积较大的液相12CaO·7Al₂O₃吸附夹杂物，防止了Al₂O₃在高温下烧结成块的问题。其中的反应如下：

CaCO₃ →CaO+CO₂↑

CaO+Al₂O₃=12CaO·7Al₂O₃

这种模式下形成的低熔点物质的渣洗效果明显，能够迅速的吸附铝镇静钢生成过程中产生的Al₂O₃夹杂物。

本发明利用Al₂O₃有相互聚群倾向这一特点，设计了使用电解铝工业产生的铝灰，中间添加部分的石灰石粉末，按照比例混合后将其压球，在转炉出钢过程中加入使用，使得这些铝灰中间的Al₂O₃和石灰石中间的CaO反应，生成低熔点的液相化合物12CaO·7Al₂O₃，其熔点为1455℃，使其能够迅速的吸附铝镇静钢脱氧过程中产生的Al₂O₃颗粒物，使之成为团簇状，达到从钢液内部上浮去除的目的。

本发明的有益效果如下：

    1、传统的渣洗工艺中间，绝大多数采用CaF₂作为促进渣料熔解的添加成分，成本高，还会对环境造成F^-1离子的污染，本发明采用石灰石替代CaF₂可以避免这种污染，降低炼钢成本。

    2、利用石灰石中间的CaCO₃分解过程中产生的CO₂逸出功能，扩大反应的界面，使得产生的低熔点的12CaO·7Al₂O₃物质面积较大，具有更多的俘获铝镇静钢生产过程中产生的Al₂O₃夹杂物的能力。

    具体实施方式

以下结合实施例对发明作进一步说明。

实施例，以一座120吨转炉生产线为例：

1)  采购电解铝厂产生的铝灰755kg，其中的Al₂O₃含量为80%，并且采购CaO含量为52%的石灰石761kg；

2)  将两种原料加入破碎机首先破碎，然后再在雷蒙磨中间将其磨细到1mm以下，将其混匀，加入高压压球机，压制成渣球，然后拉运到转炉出钢工位待用；

转炉冶炼铝镇静钢时，按照等量替代传统渣洗原料的原则，加入以上的渣球，并且按照传统的炼钢工艺使用即可。

Claims (1)

1.一种铝镇静钢钢水净化剂的生产工艺，其特征在于步骤如下：

1)  将电解铝生产过程中产生的废弃物铝灰与石灰石按照比例均匀混合，其中铝灰的配加量G的计算公式为：

               G=0.604÷β

       式中：β为铝灰中间Al₂O₃的具体质量百分数含量，%；

       石灰石的配加量W的计算公式为：

               W=0.396÷γ

       式中：γ为石灰石中间CaO的具体质量百分数含量，%；

2)  将步骤1中按照所述比例混合均匀的铝灰与石灰石放入破碎机首先破碎，然后再在雷蒙磨中间将其磨细到粒径为1mm以下，将其混匀，加入高压压球机，压制成渣球，然后拉运到转炉出钢工位待用，转炉冶炼铝镇静钢时，按照等量替代传统渣洗原料的原则，加入以上的渣球，并且按照传统的炼钢工艺使用即可。