CN106337101A - 钙系顶渣改质剂及其应用方法 - Google Patents

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曾建华
王建
成波
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Abstract

本发明涉及顶渣改质剂及其应用方法，具体涉及钙系顶渣改质剂及其应用方法，属于冶金技术领域。本发明的钙系顶渣改质剂，包括如下成分：CaC2 30～50重量份，Al2O3 10～30重量份,CaO 20～40重量份,CaF2 8～15重量份，S≤0.2重量份,P≤0.1重量份其余为不可避免的其它杂质。本发明从钢包渣的制作、应用技术入手，以达到对原始钢包渣改质：改善其覆盖效果、降低钢包渣氧化性、快速成渣的目的。

Description

钙系顶渣改质剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及顶渣改质剂及其应用方法，具体涉及钙系顶渣改质剂及其应用方法，属于冶金技术领域。
背景技术
西昌钢钒转炉采用滑板挡渣工艺后，转炉下渣量平均值从2365kg/炉下降到1183kg/炉，吨钢下渣量减少一半，这对减少精炼过程回硫、磷以及降低脱氧合金消耗都有一定好处，但随着下渣量的减少，出钢钢液面渣层薄，其保温效果变差，经统计，同期两种挡渣工艺条件下，滑板挡渣转炉出钢—小平台出站平均温降低65.3℃，而挡渣镖挡渣温降低56.2℃，两者温降差值达10℃左右；同时，出钢后，单纯加入石灰等渣料容易聚团，覆盖效果差，导致钢包渣保温及隔绝空气性能变差。
因此，迫切需要开发一种适用于改善钢渣钢液面覆盖效果同时降低钢包渣氧化性的钢包渣改质剂。
中国专利申请200910164317.8公开了一种炉外精炼用钢包渣改性剂，按重量百分比原料的组成为：活性石灰50～70％、萤石10～30％、铝酸钙10～30％，其原料的化学组成成分分别应满足：活性石灰：CaO≥90％，MgO＜8％，活性度≥300ml；萤石：CaF2≥80％，SiO2＜15％；铝酸钙：40％＜CaO＜60％，25％＜Al2O3≤45％，SiO2＜5％，MgO＜5％；将三种原料破碎至粒度≤20mm，再用搅拌机混合15～30分钟，待混合均匀后包装即得成品。该改性剂在转炉出钢过程中随钢流加入到钢包内，加入量为3～7kg/t钢。其改善了钢包渣组成，有利于快速成渣，但其不含还原成分，无法对钢渣中的∑(FeO+MnO)％进行有效控制。
中国专利申请200610097700.2公开了一种钢包渣改质铝渣球，其组份按照重量百分比计为：铝48～52、三氧化二铝10～15、碳酸钙18～2、氧化钙8～12、二氧化硅≤7、水份≤0.5。其解决的技术问题是用于冶炼纯净钢和超纯净钢精炼处理时改善钢色渣的性状，有利于夹杂物的吸附并去除，降低成品全氧，有害杂质含量极低的钢包渣改质铝渣球，能避免了物料进入钢水中的爆腾现象。但其需要添加大量铝单质，成本很高。
中国专利申请200810024566.2公开了一种用于钢包顶渣改性的改性剂，其化学组分的重量百分比为：CaO：61～70％；Al2O3：15～28％；Al：3.5～7％；CaF2：6～10％；MgO：1.5～5％；SiO2：＜3％；C≤0.01％；控制水分≤0.3％。其解决的技术问题是降低钢包顶渣中∑(FeO+MnO)％，提高钢水的纯净度，同时解决普通改性剂存在增碳、增硅等技术问题。其改善了钢包渣组成，有利于快速成渣，但其还原成分(Al)偏低，对钢渣中的∑(FeO+MnO)％进行控制效果有限。
中国专利申请201210122599.7公开了一种转炉出钢过程中的钢包炉渣改质剂。所述改质剂的主要组分以质量百分比计包括：Al 30-50％，CaO50-30％，Al2O35.0-8.0％，SiO2≤3.0％，S+P≤0.07％，C0.7-1.4％，CaF23.0-8.0％，H2O≤0.2％。其改质剂为还原性改质剂，能解决低碳管线钢生产过程中钢包顶渣的氧化性问题，为管线钢的真空脱硫和纯净化生产提供保障，但其仍需要添加大量铝单质或大量的CaO，成本高，炉渣粘度高，覆盖效果不好。
发明内容
本发明所要解决的第一个问题是提供一种钙系顶渣改质剂，该改质剂能够有效降低顶渣氧化性同时改善钢渣钢液面覆盖效果。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案如下：
钙系顶渣改质剂，包括如下成分：CaC2 30～50重量份，Al2O3 10～30重量份,CaO20～40重量份,CaF2 8～15重量份，S≤0.2重量份,P≤0.1重量份其余为不可避免的其它杂质。
优选地，所述改质剂的粒度≤1mm的比例不大于10％，＞30mm的比例不大于5％。
更优选地，所述改质剂的粒度≤30mm。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种钙系顶渣改质剂的应用方法，该方法能有效降低顶渣氧化性同时改善钢渣钢液面覆盖效果。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案如下：将上述钙系顶渣改质剂应用于经LF工序的镇静类钢种。
进一步地，改质剂在转炉出钢后加至钢包渣面。
优选地，改质剂加入量按1.5kg/t钢控制。
进一步地，改质剂加入过程中全程吹氩，以钢液不大翻为准。
优选地，吹氩时改质剂与原始钢包渣充分反应并铺展至整个钢液表面。
本发明的有益效果：
本发明从钢包渣的制作、应用技术入手，以达到对原始钢包渣改质：改善其覆盖效果、降低钢包渣氧化性、快速成渣的目的。
本发明的钙系顶渣改质剂能够有效降低顶渣氧化性、优化顶渣组成、提高其夹杂吸附能力，同时降低生产成本。此外，由于使用CaC2作为脱氧剂既会出现一定程度的增碳现象，又会因为CO产物的存在而改善泡沫化条件，有利于埋弧操作，降低设备损伤，减少钢水裸露，降低钢水吸氮；同时钙系顶渣改质剂配制了一定的Al2O3，加上反应生成的CaO，有利于快速成渣。
本发明的钙系顶渣改质剂应用方法通过应用钙系顶渣改质剂扩散脱氧调渣，其还原成分CaC2主要和炉渣中的FeO反应，主要产物为CO气体或者单质碳，具体反应方程式如下：
CaC2+3(FeO)＝CaO+3Fe+2CO(g)
CaC2+(FeO)＝CaO+Fe+2C
C+(FeO)＝CO(g)
因此，不会造成钢液的二次污染。分析上述反应式可知，在钢包精炼条件下，反应完全可自发进行。同时由于钢包底吹氩气，又有效改善了其动力学条件，加速了反应速度。
附图说明
图1对比例的顶渣覆盖图
图2加入改质剂后的顶渣覆盖图
图3 LF加热效率对比图
具体实施方式
本发明的钙系顶渣改质剂，包括如下成分：CaC2 30～50重量份，Al2O3 10～30重量份,CaO 20～40重量份,CaF2 8～15重量份，S≤0.2重量份,P≤0.1重量份其余为不可避免的其它杂质。
优选地，所述改质剂的粒度≤1mm的比例不大于10％，＞30mm的比例不大于5％。
更优选地，所述改质剂的粒度≤30mm。
CaF2中F离子具有有效地破坏熔渣的链状结构、促进熔渣熔化的能力，可加快改质剂的成渣速率。
本发明的钙系顶渣改质剂的应用方法方案如下：将上述钙系顶渣改质剂应用于经LF工序的镇静类钢种。
进一步地，改质剂在转炉出钢后加至钢包渣面。
优选地，改质剂加入量按1.5kg/t钢控制。
进一步地，改质剂加入过程中全程吹氩，以钢液不大翻为准。
优选地，吹氩时改质剂与原始钢包渣充分反应并铺展至整个钢液表面。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1～4
1)实施条件：
(1)设备：公称200t顶底复吹转炉，200tLF炉；
(2)生产工艺流程：转炉冶炼→LF→RH→连铸；
(3)实施例1～4的钢种分别为：P700L、X70、X80、P550CL
2)实施例1～4使用的钙系钢包渣改质剂的成分(重量份)及粒度详见表1。
表1实施例1～4钙系钢包渣改质剂的成分及粒度表
实施例 CaC2 Al2O3 CaO CaF2 S P 粒度mm
1 45 24 30 5 0.15 0.07 24
2 46 24 30 3 0.12 0.05 22
3 35 28 28 8 0.15 0.06 21
4 42 29 24 4 0.11 0.08 22
5 35 14 34 6 0.16 0.10 16
6 49 22 25 3 0.17 0.04 18
3)钙系顶渣改质剂的加入量、加入时间工序详见表2。
表2实施例1～4钙系钢包渣改质剂的使用表
钢种 加入工序 加入量kg/炉 炉数/炉
P700L 转炉出钢后 300 5
X70 转炉出钢后 300 2
X80 转炉出钢后 300 2
P550CL 转炉出钢后 300 4
对比例1～4
对比例1～4与实施例1～4相应，唯一不同的是对比例1～4均不添加钙系钢包渣改质剂。
覆盖效果：对比例与实施例的覆盖效果详见图1和图2，从图中可以看出实施例加入本发明的改质剂后，覆盖表面比原工艺更均匀，局部亮度更低，覆盖效果好。这是由于钙系钢包顶渣改质剂含有大量的CaC2，其与钢包渣中的FeO反应后生成大量的CO，使钢包渣中产生大量气泡；同时因其配有部分Al2O3，与加入及反应生成的CaO可快速成渣，增强渣的流动性，改善钢包渣的覆盖效果及保温性能。
LF进站顶渣氧化性情况对比详见表3。
表3顶渣氧化性(FeO含量)对比/％
加热速率：由图3可以看出，实施例与对比例相比，加热速率有显著的提高，这是因为加入钙系顶渣改质剂后，由于含有的CaC2与钢包渣中反应生产大量的气体，使钢包渣泡沫化，与原工艺条件下钢包渣相比，更利于LF埋弧，提升其加热效率。

Claims (8)

1.钙系顶渣改质剂，其特征在于，由如下成分组成：CaC2 30～50重量份，Al2O3 10～30重量份,CaO 20～40重量份,CaF2 8～15重量份，S≤0.2重量份,P≤0.1重量份其余为不可避免的其它杂质。
2.根据权利要求1所述的钙系顶渣改质剂，其特征在于，所述改质剂的粒度≤1mm的比例不大于10％，＞30mm的比例不大于5％。
3.根据权利要求2所述的钙系顶渣改质剂，其特征在于，所述改质剂的粒度≤30mm。
4.钙系顶渣改质剂的应用方法，其特征在于，将权利要求1～3任一项所述的钙系顶渣改质剂，应用于经LF工序的镇静类钢种。
5.根据权利要求4所述的钙系顶渣改质剂的应用方法，其特征在于，改质剂在转炉出钢后加至钢包渣面。
6.根据权利要求5所述的钙系顶渣改质剂的应用方法，其特征在于，改质剂加入量按1.5kg/t钢控制。
7.根据权利要求4～6任一项所述的钙系顶渣改质剂的应用方法，其特征在于，改质剂加入过程中全程吹氩，以钢液不大翻为准。
8.根据权利要求7所述的钙系顶渣改质剂的应用方法，其特征在于，吹氩时改质剂与原始钢包渣充分反应并铺展至整个钢液表面。
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