CN1804055A - 超低碳钢用rh真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法 - Google Patents

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邢峰
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Abstract

本发明涉及炼钢真空精炼技术，尤其涉及超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法。一种超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣，其特征是预熔渣的成份为(重量百分比％)：CaO 48～56，Al2O333～43，MgO 0.2～5.0，SiO2 2.5～6.0，TiO2≤1.9，C≤0.05，其余为杂质。上述预熔渣的制备方法，其特征是原料为优质的石灰石和高纯Al2O3粉(含Al2O3为96％以上)，其配比为：石灰石/高纯Al2O3粉＝(60％～65％)/(35％～40％)，采用电炉电熔法生产制备。本发明不但将优质石灰直接预熔在精炼渣内，使预熔的精炼渣具备较高的脱硫能力，同时由于预熔后生成了铝酸钙，不易吸潮，易于保存。该预熔渣熔点低，成渣速度快，脱硫效率高，而且对RH槽体耐材镁铬砖的侵蚀较小。

Description

超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及炼钢真空精炼技术，尤其涉及超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法。
(二)背景技术
中国专利98101510.7公开了一种含铝预熔渣及其制备方法及含有该渣的钢水脱硫剂和净化剂。该发明将含铝渣放入冶金熔炉中，加热使含铝渣熔清后，加入AlF3、CaF2、CaCl2或AlCl3中的任一种或一种以上，继续加热，当熔液温度超过1450℃时，加入SiO2和MgO调渣剂，根据终渣成分进行调渣；得到的含铝预熔渣的成分为(重量％)：金属Al 12～15％，Al2O3 65～75％，SiO2 2～10％，MgO2～6％，AlF3或CaF2或CaCl2或AlCl3中的任一种或一种以上3～10％。上述的含铝预熔渣与CaO、CaC2、CaCO3、C等混匀后可制成不同类型的含铝预熔渣脱硫剂。通过直接使用该含铝预熔渣或在上述的含铝预熔渣与Si-Fe、BaO或混合稀土氧化物混合，得到不同类型的含铝预熔渣渣钢水净化剂。该专利的含铝预熔渣没有将石灰预熔在内，由于石灰的熔点较高，单纯将该专利的预熔渣与石灰混均后使用，在精炼过程中熔化时间较长，不利于快速成渣，降低了脱硫能力，而且该现有专利预熔渣中包含有对RH真空槽耐材侵蚀较大的萤石(CaF2)，同时对含碳量没有明确说明，不清楚能否使用于超低碳钢的脱硫精炼。该现有专利的含铝预熔渣没有将石灰预熔在内，不具备脱硫功能，如果与石灰等混合使用，又不利于保存，因为通过机械混合含有石灰的渣料会很易吸潮，不易保存，不但会降低脱硫的能力，而且易使钢水增氢((H))，影响钢的质量。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法，它不但将石灰直接预熔在精炼渣内，使预熔的精炼渣具备脱硫功能，同时由于预熔后生成了铝酸钙，不易吸潮，易于保存。该预熔渣由于熔点低，成渣速度快，脱硫效率较高，对RH槽体耐材镁铬砖的侵蚀比较小。
本发明是这样实现的：一种超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣，其成份为(重量百分比％)：CaO 48～56，Al2O3 33～43，MgO 0.2～5.0，SiO2 2.5～6.0，TiO2≤1.9，C≤0.05，其余为杂质。
超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣的制备方法，其原料为优质的石灰石和高纯AL2O3粉(含AL2O3为96％以上)，其配比为：石灰石/高纯AL2O3粉＝(60％～65％)/(35％～40％)，采用电炉电熔法生产制备。
上述超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣的制备方法，所述电炉为三相电弧炉，采用三根石墨电极的电弧热量对原料进行熔化，边熔化边加料，熔炼结束后先停电，炉体冷却水继续冷却至渣料全部凝固为止，高温渣料从炉体内取出，并适量喷水，使渣料自动开裂并冷却后破碎至所需粒度。
本发明经过反复对RH真空精炼过程渣系优化和渣系对RH槽体镁铬砖及浸渍管高铝耐材侵蚀的热态试验，并对渣系的物理性能进行了研究。然后通过电熔法进行预熔渣的生产，生产出的超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣，其成份为(重量百分比％)：CaO 48～56，Al2O333～43，MgO 0.2～5.0，SiO2 2.5～6.0，TiO2≤1.9，C≤0.05，其余为杂质。与现有的专利“含铝预熔渣”相比，本发明不但将石灰直接预熔在渣子内，使渣子直接具备脱硫的功能，同时由于预熔后生成了铝酸钙，不易吸潮，易于保存，而且本预熔渣的熔点低(＜1325℃)，成渣速度快，脱硫效率较高，尤其是含碳量很低(＜0.05％)，可使用于超低碳钢(C＜50ppm)的RH真空处理深脱硫，且对RH槽体耐材镁铬砖的侵蚀比较小。
(四)具体实施方式
一种超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣，其成份为(重量百分比％)：CaO 48～56，Al2O3 33～43，MgO 0.2～5.0，SiO2 2.5～6.0，TiO2≤1.9，C≤0.05，其余为杂质。
超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣的制备方法是：原料选用优质的石灰石和高纯AL2O3粉(含AL2O3为96％以上)等，主要配比为：石灰石/高纯AL2O3粉＝(60％～65％)/(35％～40％)。采用这两种原料确保产品纯度，尤其是碳及TiO2等对于超低碳钢非常有害的物质得到了强有力的控制。而普通预熔渣的原料则为石灰石和高铝矾土熟料，采用普通竖炉或回转窑烧制的石灰，含碳量比较高，对碳的控制比较困难，而且高铝矾土熟料所含杂质较多，难以保证如TiO2等对高附加值超低碳钢冶炼有害物质的控制。本发明采用电炉电熔法进行生产，生产设备采用三相电弧炉，炉壳用厚钢板焊接制成，外部采用水冷方式，内壁无炉衬，形成水冷挂渣炉壁。炉底有一层厚度大于200mm的碳砖，上面再铺一层厚约150mm生料。炉体和炉底采用分体结构。利用三根石墨电极的电弧热量对原料进行熔化，以达到预熔目的。由于中心区电弧的温度可以达到四、五千度的高温，因此熔化石灰石及高纯三氧化二铝粉非常快，生产效率比较高。生产过程中采用边熔化边加料的方式进行生产，开始生产时为了便于起弧，可在三根电极周围加少量电极碎块或铁销，当炉料达到电炉炉膛高度的3/4时，熔炼结束，先停电，但炉体冷却水继续保持冷却至渣料全部凝固为止。从炉体取出，并适量稍许喷水，高温的炉渣会自动开裂，冷却后破碎至所须粒度。该方法的特点是电弧温度高，渣料熔化均匀，成份控制稳定。如有必要，可以适当对电炉进行改造，以实现连续加料、连续熔化及连续出渣的功能，提高预熔渣的生产制备能力。
具体使用方法：超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣使用量一般为每吨钢3.0～3.5kg，并配以吨钢1.0～1.5kg的优质石灰，可以根据脱硫的要求及炉渣的碱度适当调整这一配比及用量。粒度一般要求为3～10mm，如粒度过大则熔化成渣速度会降低。
在使用时对转炉出钢及RH工序的操作要求如下：
转炉工序
(1)转炉出钢温度在原标准基础上提高15℃左右，以补偿RH真空脱硫所造成的温降；
(2)钢包渣改质：出钢后立即向钢包内加入500kg铝渣(Al＝50％)或等量的铝屑等渣面脱氧剂。
精炼RH工序
(1)RH真空处理先进行脱碳作业，脱碳后用铝粒进行脱氧，脱氧后进行合金化；
(2)合金化结束后加入预熔渣脱硫剂及优质石灰，分三批加入，每批间隔1分钟，加料时保持高真空度状态，如能连续加料则更好。在纯脱气处理的过程中进行循环脱硫；
(3)考虑RH真空处理预熔渣脱硫导致钢水铝的损耗，根据现有的经验，钢水中铝的损耗在0.01～0.015％左右，因此配成份铝时应补足此部分铝损。
(4)RH真空处理纯脱气时间需适当延长3～5分钟，让预熔渣与钢水增加充分反应的时间，以更加进一步地提高脱硫效率。
实施例：
超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣经实际使用后，其脱硫效果参见表1。
           表1试验结果数据汇总
  试验序号 原始【S】×10-6 成品【S】×10-6 脱硫率％
  1 46  30   34.8
  2 40  30   25.0
  3 46  32   30.4
  4 42  27   35.7
  5 32  22   31.3
  6 41  26   36.6
  7 33  26   21.2
  8 43  36   16.0
  9 44  32   27.3
  平均 40.8  29   28.7
试验所用预熔渣的主要成份(重量百分比％)(其余为杂质)参见表2，
                表2试验所用预熔渣的主要成份
  对应试验序号   所用预熔渣的配方(％)
  CaO   Al2O3   MgO   SiO2   TiO2   C
  1、2   49.5   39.5   1.25   5.50   1.30   ≤0.05
  3、4   51.8   33.1   0.26   2.83   1.19   ≤0.05
  5、6、7   55.1   37.8   0.40   3.84   1.47   ≤0.05
  8、9   48.2   40.5   4.51   3.38   1.83   ≤0.05
根据表1所示的试验结果，在RH真空处理前的平均原始硫含量仅为40.8ppm的低硫条件下，通过使用本发明的RH真空处理深脱硫预熔渣，将平均硫脱到29ppm左右，平均脱硫率达到28.7％，最低硫脱至22ppm。以上使用结果为RH处理超低碳钢、在转炉出钢钢水留氧500～700ppm用于RH深脱碳、在脱碳后钢水及顶渣的脱硫热力学条件较差的情况下，在RH钢水原始硫含量较低(＜50ppm)的前提下，使用本发明的预熔型深脱硫剂能够获得了较高的脱硫率，而且在使用该预熔型深脱硫剂处理超低碳钢时，对RH槽体耐材镁铬砖的侵蚀比较小，而对RH浸渍管高铝浇注料的侵蚀虽比对槽体镁铬砖稍大，但比使用其它非预熔型脱硫剂对RH浸渍管的侵蚀程度要小得多。本发明的预熔型脱硫剂的含碳量很低(＜0.05％)，能够有效控制超低碳钢钢水中碳的增加，对于超低碳钢的脱硫，具有很高的实用性。而且使用这种超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣对超低碳钢进行深脱硫，能有效地控制钢中的夹杂物，经过对RH预熔型深脱硫剂脱硫后的钢水取样分析，发现钢种的夹杂物主要是不同形态和尺寸级别的Al2O3夹杂物，其尺寸95％以上小于5μm。

Claims (3)

1.一种超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣，其特征是预熔渣的成份为(重量百分比％)：CaO 48～56，Al2O3 33～43，MgO 0.2～5.0，SiO2 2.5～6.0，TiO2≤1.9，C≤0.05，其余为杂质。
2.一种权利要求1所述的超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣的制备方法，其特征是原料为优质的石灰石和高纯AL2O3粉(含AL2O3为96％以上)，其配比为：石灰石/高纯AL2O3粉＝(60％～65％)/(35％～40％)，采用电炉电熔法生产制备。
3.根据权利要求2所述的超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣的制备方法，其特征是电炉为三相电弧炉，采用三根石墨电极的电弧热量对原料进行熔化，边熔化边加料，熔炼结束后先停电，炉体冷却水继续冷却至渣料全部凝固为止，高温渣料从炉体内取出，并适量稍许喷水，使渣料自动开裂并冷却后破碎至所需粒度。
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