CN1818094A - 用于炼钢的钢水洁净剂 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于炼钢的钢水洁净剂。其成份重量配比为：铝粉：30－70％，镁粉：2－15％，锰铁粉：15－60％，硅铝钡锶钙锰铁合金炉渣粉：15－60％，所述锰铁粉和硅铝钡锶钙锰铁炉渣粉中可任选其中一种或两种全选。所述钢水洁净剂是将所需的原料制成粉用粘合剂粘结压制成型。它能满足炼钢的终脱氧、脱硫的要求，同时在精炼时达到(锰)合金化的目的，保持钢水的洁净。同时利用硅铝钡锶钙锰铁合金的废炉渣，对钢水进行造渣，提高合金的回收率。本发明能增强钢水的洁净度提高钢材质量，降低炼钢成本。

Description

用于炼钢的钢水洁净剂
技术领域
本发明为一种钢水洁净剂，属于炼钢领域，用于钢水的脱氧、脱硫、合金化和造渣。
背景技术
在炼钢过程中对钢液的脱氧是重要任务之一，如果脱氧、脱硫不彻底，会导致在轧制时产生裂纹，难以生产出合格产品。另外，当氧以夹杂物形式存在时，使钢的机械性能降低。传统的脱氧工艺：(1)沉淀脱氧法，将铝锭或复合脱氧剂(Fe-Si-Al、Fe-Al-Mn等)直接投入炉中脱氧，这样在脱氧过程中会生成一部分Al2O3，在钢液中形成高熔点的铝尖晶石，容易造成出钢口结瘤影响生产，同时由于铝是较贵重的金属提高了炼钢成本。而使用复合脱氧剂需要将铝和铁合金重熔，要有加工费、电耗、火耗等，比使用铝脱氧其成本没有降低多少，同时在二次熔炼过程中还要造成环境的污染；(2)扩散脱氧，炼钢过程中要加入大量各种铁合金，这样又会产生一定数量的熔渣，这些熔渣大部分是氧化物，为提高合金的收得率，降低炉渣氧化性使[％O]降低。需用Al粉和Fe-Si粉等脱氧物质直接加入渣中，使XfeO降低，不沾污钢液。但它的脱氧动力学条件差，脱氧时间长，影响钢的产量。镁是炼钢脱氧和脱硫的最好元素，同时钢中含有微量镁可以增强钢的韧性，但由于它的蒸气压大，不能在钢液中直接使用。申请人曾研制铝镁铁合金并获得国家专利(ZL01109847.3)。由于镁难与铁形成合金，镁的含量不能超过5％，达不到炼钢的要求，同时生产十分困难而又危险，难以推广使用。
近几年比较普遍使用的多元复合炼钢脱氧剂--硅铝钡锶钙锰铁(质量标准见表1)，在生产时产生大量炉渣，由于它熔点高、粘度大，回炉利用会造成炉底上涨，影响炉况，因此只能废弃，造成周边环境的污染。渣中含有大量的氧化物及少量的合金成份，白白的扔掉，而它却是炼钢造渣好材料没有被利用。
表1 硅铝钡锶钙锰铁质量标准(重量％)
  元素   Si   Al   Ba   Sr   Ca   Mn   杂质≯   Fe
  C   S   P
  重量％   45-50   8-10   12-15   5-7   5-7   8-10   0.5   0.04   0.04   余量
发明内容
本发明的目的是提供价格较低的钢水洁净剂。用来脱氧、脱硫和造渣提高合金的回收率，达到合金化要求。在降低炼钢成本的基础上，提高钢材质量的目的。
本发明的钢水洁净剂是将炼钢脱氧、脱硫的铝、镁和合金化锰铁及多元复合炼钢脱氧剂(硅铝钡锶钙锰铁)炉渣制成粉，用粘合剂(如硅酸盐类粘合剂)粘结压制成型。
本发明为一种用于炼钢的钢水洁净剂，其成份重量％配比为：
铝粉：30-70％，其中含Al 25-68％(制造铝粉所用的铝含量按GB3190-82标准要求，也可用再生铝Al含量≥80％)；
镁粉：2-15％，其中含Mg 2-15％(制造镁粉时所用镁按YB86-60标准要求)；
锰铁粉：15-60％，其中含Mn 10-45％，Fe 5-20％(制造锰铁粉所用低、中碳及碳素锰铁按YB59-65标准要求，用高炉锰铁按YB66-65标准要求)；
硅铝钡锶钙锰铁多元脱氧剂炉渣粉(炉渣成份见表2)：15-60％。
表2 炉渣所含成份(重量％)
  元素   SiO2   Al2O3   BaO   SrO   CaO   MnO   杂质   FeO
  C   S   P
  重量％   30-60   2-12   5-12   1-5   1-5   2-6   0.5-1.34   0.05-6   0.05-0.72   余量
表2中炉渣成份较为复杂，大部分为氧化物，尚有10-20％的非氧化物的合金成份。
所述锰铁粉和硅铝钡锶钙锰铁炉渣粉中可任选其中一种或两种全选，当两种全选时，所述锰铁粉和硅铝钡锶钙锰铁炉渣粉各占原料重量配比15-60％中的50％。锰铁粉和硅铝钡锶钙锰铁粉选其中一种或两种全用，根据需要而定。如若生产低硅钢时就不能用硅铝钡锶钙锰铁炉渣粉，因其含硅较高。
本发明的制备方法是用硅酸盐类粘合剂将上述物质粉粘结，压制成形。
将上述原料根据需要有选择的在规定范围内调配比例。
炼钢时加入本发明的钢水洁净剂与钢渣结合生成低熔点的共晶体。在有铝镁参与的情况下，极易将渣中的氧脱除，再还原有用的炼钢合金元素，参与钢水的合金化。由于多种元素共存，在参与脱氧、脱硫和造渣过程中相互作用，将能提高脱氧、脱硫和造渣的能力，这是符合脱氧、脱硫机理的。
本发明的生产工艺
将上述所需原材料按一定的细度(0.01-5mm)调配与硅酸盐类粘合剂搅拌均匀用压力机挤压成型、烘干。
该产品的强度≥10-20MPa，其比重4～6g/cm3，熔点900-1100℃。
具体实施方式
实施例1：用于低碳钢的钢水洁净剂，其成份重量配比为：
铝粉45％(Al含量98％)，镁粉5％(Mg含量99％)，锰铁粉50％(中碳锰铁Mn含量75％，Fe 24％)。将上述物质加硅酸盐粘合剂(占总重量5％)搅拌均匀，用压机冷压成型烘干。
实施例1                 钢水洁净剂化学成份                     表3
  元素   Al   Mg   Mn   杂质   Fe
  C   S   P
  重量％   44.10   4.96   37.51   0.8   0.15   0.09   12.31
在210吨转炉中生产SDHD低碳钢，原生产过程中一直采用在出钢过程中加铝锭方式进行脱氧和造渣的工艺模式。使用本发明上述成份的钢水洁净剂，进行对比实验，结果见表4
表4
  项目炉次   炉数   钢水量(t)   转炉加入量kg/t.s   精炼加入量kg/t.s
  Al   钢水洁净剂   FeMn   Al   Al粉   Al线   FeMn
  实验炉   7   1403   --   5.203   0.612   --   --   0.016   --
  对比炉   6   1197   2.649   --   1.572   0.434   0.535   0.072   1.263
试验条件基本相当，数据具有可比性，连铸供钢正常。
对比炉次氧耗73.22m3/t.s，试验炉次氧耗70.44m3/t.s，试验炉次出钢C比对比炉次出钢C平均低0.074，对比炉次钢中氧含量92ppm。用本发明的钢水洁净剂脱氧钢中含氧量53ppm，同时精练时不用再加锰铁，吨钢成本大为降低，见表5。
表5                    成本效益分析表
  对比项目   全铝脱氧(元、kg)   钢水洁净剂(元、kg)
  转炉用铝   17.60×2.649＝46.62   --
  转炉用洁净剂   --   12×5.203＝60.36
  转炉锰铁(LC)   7.65×1.572＝12.02   7.65×0.712＝5.45
  精炼用铝   17.60×0.178＝3.13   --
  精炼铝粉   19.00×0.535＝10.16   --
  精炼铝线   18.00×0.072＝1.29   18.00×0.607＝10.926
  精炼锰铁(LC)   7.65×1.263＝9.64   --
  钢中增加锰量   --   0.96
  合计(含税价元)   82.85   76.73
吨钢可降低成本为6.15元(82.85-76.73)，有较好的经济效益。
实施例2 用于中碳钢的钢水洁净剂
铝粉40％(Al含量98％)，镁粉10％(Mg含量99％)，硅铝钡锶钙锰铁炉渣粉50％，对所用的炉渣生产前进行检测：SiO2 47.51％(Si含量7.52％)、Al2O3 11.36％(Al含量1.23％)、BaO 8.32％(Ba含量1.51％)、SrO2.36％(Sr含量0.26％)、CaO 4.38％(Ca含量0.68％)、MnO 2.83％(Mn含量0.33％)、FeO 21.69％(Fe 3.90％)，其余为杂质。将上述原料粉和硅酸盐粘合剂(占总重量5％)混合搅拌均匀，用压力机压制成型。
实施例2              钢水洁净剂化学成份                        表6
  元素   Al   Mg   MnO   SiO2   BaO   SrO   CaO   Al2O3   杂质   FeO
  C   S   P
  重量％   39.20   9.96   1.41   23.70   4.18   1.18   2.19   5.68   0.63   0.09   0.08   11.34
表6中的SiO2含Si3.76％，FeO含Fe 2.15％，其余的合金元素为微量。
在150吨炼钢转炉进行试验，生产SS400薄板坯，原来用铝硅铁脱氧，其成份是Al 45％、Si 25％，余量为Fe，吨钢加入3kg。使用本发明钢水洁净剂，吨钢加入3.5kg进行对比试验，钢的质量有明显提高。经检测钢中镁含量为4.2PPM，硫化物类夹杂0.5级，硅酸盐夹杂0.5级，实际晶粒度10级，魏氏组为0.5级。抗拉强度比原工艺高出15MPa，屈服强度比原工艺高19Mpa，同时吨钢节省4.36元。
本发明产品在能满足炼钢脱氧、脱硫、造渣，提高合金回收率要求的同时，又能对多元炼钢复合脱氧剂硅铝钡锶钙锰铁合金废渣有效利用。生产本发明钢水洁净剂不需要二次重熔，改变以往生产复合脱氧剂的传统工艺，降低本产品的成本，有较好的经济效益和社会效益。

Claims (1)

1、一种用于炼钢的钢水洁净剂，其成份配比(重量)：
铝  粉：30-70％，其中含Al 25-68％；
镁  粉：2-15％，其中含Mg 2-15％；
锰铁粉：15-60％，其中含Mn 10-45％、Fe5-20％；
硅铝钡锶钙锰铁合金炉渣粉：15-60％，其中含有SiO2 5-36％，Al2O30.5-7％，BaO 1-7％，SrO 0.5-3％，CaO 0.5-3％，MnO 0.5-4％，在这些氧化物中尚含有10-20％的非氧化物的合金元素及不可避免的杂质，余量为FeO；
所述锰铁粉和硅铝钡锶钙锰铁炉渣粉中可任选其中一种或两种全选，当两种全选时，所述锰铁粉和硅铝钡锶钙锰铁炉渣粉各占所述成份重量配比15-60％中的50％；
以及不可避免的杂质，Fe为余量。
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