專(zhuān)利名稱(chēng)：鋼包精煉爐用多效精煉劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼包精煉爐(LF)用的精煉劑(輔助造渣材料)，應(yīng)用于精煉渣還原性 (或稱(chēng)弱氧化性)氣氛下造泡沫化白渣的鋼水精煉工藝技術(shù)，屬鋼水爐外精煉領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼包精煉爐，即LF爐(LADLE FURNACE)，是鋼鐵生產(chǎn)中主要的爐外精煉設(shè)備，它的 主要任務(wù)是①脫硫②溫度調(diào)節(jié)③精確的成分微調(diào)④改善鋼水純凈度⑤造渣。隨著用戶對(duì) 高級(jí)別鋼特別是低氮、氫、磷、硫、氧和低夾雜物潔凈鋼的需求大大增加，如X65抗H2S海底 管線管鋼、X52QS抗強(qiáng)酸性超低硫管線管鋼、CS-110SS抗腐蝕石油套管鋼、WB36CN1核電用 管鋼等，這些高品質(zhì)產(chǎn)品對(duì)鋼中氮、氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有很高的要求，常規(guī)鋼包精煉爐精煉工藝 技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。為此，國(guó)內(nèi)外相繼實(shí)施了 “電石+鋁粉+硅鐵粉+螢石”、“合成渣+渣洗還 原劑”、“合成渣+熔融鋁酸鈣+渣洗還原劑”等造精煉爐渣工藝技術(shù)，上述控氮、氫和夾雜物 技術(shù)雖然可以達(dá)到一定的冶金效果，但均存在不足之處，尤其難以達(dá)到鋼包精煉爐最佳的 冶金效果。采用傳統(tǒng)的“電石+鋁粉+硅鐵粉+螢石”輔助造渣工藝，存在發(fā)泡劑發(fā)泡過(guò)快、 泡沫保持時(shí)間短、穩(wěn)定性差的弊端，而且存在消耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。采用渣洗還原劑作為精煉劑存在兩個(gè)方面的缺點(diǎn)一是，因?yàn)樵催€原劑主要功 效組分受資源制約而不穩(wěn)定，如Al含量波動(dòng)大，Al203、Si02含量普遍偏高；所以導(dǎo)致其對(duì)精 煉爐渣的脫氧能力難以與精煉爐造白渣工藝相匹配。當(dāng)初煉鋼水轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[C]低和帶渣量 大時(shí)，需要加入大量的渣洗還原劑進(jìn)行脫氧，但隨之而來(lái)是渣中(Al2O3) (SiO2)等酸性氧化 物的增加，爐渣堿度和表面張力的降低，不利于白渣的形成、保持以及穩(wěn)定的泡沫化，嚴(yán)重 時(shí)會(huì)形成“玻璃渣”。采用該材料輔助造渣，難以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)鋼水的深脫硫和去夾雜物等冶金 功能。二是，因?yàn)樵催€原劑發(fā)泡組分極少，精煉爐渣難以形成長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的泡沫化并實(shí)現(xiàn) 電極的埋弧加熱，鋼水極易吸收N、H ；所以使用渣洗還原劑輔助造渣工藝，不利于鋼水[N]、 [H]含量的有效控制。目前，國(guó)際上在造泡沫時(shí)普遍采用碳酸鹽(如&0)3、1%0)3等)作為發(fā)泡劑，其優(yōu) 勢(shì)是可以持續(xù)地為精煉爐提供造泡沫渣所需的氣源，可以實(shí)現(xiàn)爐渣的全程泡沫化。但采用 碳酸鹽(如CaC03、MgCO3等)作為發(fā)泡劑存在兩方面的弊端一是，發(fā)泡劑發(fā)泡過(guò)快、泡沫 穩(wěn)定性差，而且發(fā)泡劑消耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重。二是，碳酸鹽(如&0)3、1%0)3等)在高溫下 分解(分解溫度約為800°C )產(chǎn)生的CO2屬氧化性氣體，對(duì)鋼水有二次氧化的危害。發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明為了解決上述鋼包精煉爐造渣方法的不足，其目的是提供一種在精煉渣還 原性(或稱(chēng)弱氧化性)氣氛下造泡沫化白渣的鋼水精煉工藝用，是一種低成本冶煉高品質(zhì) 鋼種的煉鋼方法，屬鋼水爐外精煉領(lǐng)域。本發(fā)明可以減少鋼水[N]、[H]含量，提高精煉爐渣 脫硫、去夾雜物能力，提高電能的熱效率(降低電耗)。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的鋼包精煉爐煉鋼精煉劑，其特征在于
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所述的精煉劑，由含有下述重量百分比的組分制備而成CaC2-45 70 %、 SiC-5 20%、Α1—5 15% 和緩釋劑 10 20% ；所述精煉劑各組分的塊度或粒度為=CaC2為5 20mm、SiC為彡3mm、Al為1 5mm、緩釋劑彡5mm。所述精煉劑化學(xué)成份為Ca—28 55%、Α1—5 15%、C—15 30%、Si—3 15%和緩釋劑10 20%。緩釋劑為顯著提高爐渣粘度和表面張力抑逃逸的氧化物。如活性BaO、CaO, MgO寸。具體操作時(shí)，首先根據(jù)初渣的氧含量(FeO+MnO等)、脫氧元素的脫氧能力、CaC2和 SiC的發(fā)氣量，對(duì)形成白渣的礦相組分要求、對(duì)爐渣粘度和表面張力的影響程度，計(jì)算配入 各脫氧元素及相應(yīng)組分的用量，即確定多效精煉劑的各組分的具體重量百分比。為了有效控制各發(fā)泡元素的反應(yīng)速度，使其產(chǎn)生的氣源C02、C0(主要為CO)被較 長(zhǎng)時(shí)間地密封在粘度和表面張力較大的爐渣內(nèi)，具體方法一是，通過(guò)控制其材料粒度可以 達(dá)到一定功效；二是，通過(guò)配入抑制發(fā)泡速度及氣體逃逸的緩釋劑，可以穩(wěn)定(其功效隨溫 度變化不大)提高爐渣粘度和表面張力。最佳的塊度或粒度范圍是鋼包精煉爐多效精煉劑組分配制，首先將各組分按如 下塊度或粒度要求進(jìn)行加工=CaC2為5 20mm、SiC為彡3mm、Al為1 5mm、緩釋劑彡5mm, 然后按設(shè)計(jì)比例混勻并采用內(nèi)塑外編雙層防潮包裝，重量以5 IOkg/袋為宜。保質(zhì)期不 超過(guò)15天。本發(fā)明與現(xiàn)有的鋼包精煉爐造渣工藝技術(shù)相比，有以下效果1.鋼包精煉爐精煉劑功效組分中Ca、Al、Si、C元素均具有較強(qiáng)的脫氧能力， 能滿足爐渣快速深度脫氧以及對(duì)鋼水?dāng)U散脫氧的要求。精煉渣(FeO+MnO) ^ 1%，鋼水
( 16ppm。2.脫氧元素產(chǎn)物能與合成渣組分形成白渣礦相，有利于鋼水脫硫和去除夾雜 物。在合成渣中主要組分石灰活性度為280mol/ml(40 士 rC，10min)的條件下，精煉爐渣 Ls彡140，脫硫率彡81. 6%，比現(xiàn)有工藝提高15%;精煉終點(diǎn)鋼水夾雜物總量< 65ppm，比現(xiàn) 有工藝降低25ppm以上。3.精煉劑功效組分有較強(qiáng)的發(fā)泡功能，并配入抑制發(fā)泡速度及氣體逃逸的緩釋 劑。國(guó)內(nèi)外通常采用碳酸鹽(如&0)3、8冗03等)作為發(fā)泡劑，鑒于該類(lèi)發(fā)泡劑穩(wěn)定性差和 所產(chǎn)生CO2對(duì)鋼渣有二次氧化的弊端。本設(shè)計(jì)棄用了該類(lèi)發(fā)泡劑，僅借助于爐渣的弱氧化 性(還原性)和功效組分中C產(chǎn)生的C02、CO (在精煉爐渣還原性與高溫條件下主要為C0) 作為造泡沫渣的氣源。再通過(guò)配入抑制發(fā)泡速度及氣體逃逸的緩釋劑，該緩釋劑可以穩(wěn)定 (其功效隨溫度變化不大)提高爐渣粘度和表面張力，將發(fā)泡劑產(chǎn)生的co2、co(主要為C0) 被較長(zhǎng)時(shí)間地密封在粘度和表面張力較大的爐渣內(nèi)。實(shí)踐證明，在鋼包精煉爐多效精煉劑加入量為0. 5 0. 6kg/t (鋼水)時(shí)，泡沫化 白渣的保持時(shí)間在60min以上。確保了精煉爐的完全埋弧精煉，由此產(chǎn)生了兩個(gè)方面的效 果3. 1減少鋼水在LF精煉過(guò)程中增加[N]、[H]含量。因?yàn)榭諝庵械腘2和H2O經(jīng)電 弧離解成N、H原子后極易溶解于鋼水中，所以采用完全埋弧泡沫渣的工藝技術(shù)可以大幅度降低鋼中N、H含量。在空氣濕度大于95以上的條件下，鋼包精煉爐終點(diǎn)鋼水[N] <45ppm， 比現(xiàn)有工藝降低25ppm以上；[H] ( 3. 8ppm,比現(xiàn)有工藝降低Ippm以上。3. 2降低消耗及成本。提高電能的熱效率，節(jié)約電耗20%以上；減少電極的氧化燒 損，節(jié)約電極消耗15%以上；同時(shí)還減少電弧對(duì)鋼包渣線耐火材料的侵蝕。對(duì)精煉硫要求 不是很高的鋼種，可以減少合成渣消耗約40%。5、本發(fā)明的鋼包精煉爐精煉劑(輔助造渣材料)在精煉渣還原性(或稱(chēng)弱氧化 性)氣氛下造泡沫化白渣的鋼水精煉技術(shù)，包括鋼包精煉爐多效精煉劑成份設(shè)計(jì)、組分配 制、加入量、加入方法等工藝技術(shù)。
具體實(shí)施例方式鋼包精煉爐煉鋼精煉劑，其特征在于所述的多效精煉劑，由含有下述重量百分比的組分制備而成CaC2-45 70%、 SiC-5 20 % ,Al—5 15 %和緩釋劑10 20 % ；多效精煉劑組分中配有強(qiáng)脫氧元素(Ca、 Al、Si)、強(qiáng)發(fā)泡元素(C)和抑制氣體逃逸的緩釋劑；所述精煉劑各組分的塊度或粒度為=CaC2為5 20mm、SiC為彡3mm、Al為1 5mm、緩釋劑彡5mm。所述精煉劑化學(xué)成份為Ca—28 55%、Α1—5 15%、C—15 30%、Si—3 15%和緩釋劑10 20%。緩釋劑為顯著提高爐渣粘度和表面張力抑制氣體逃逸的氧化物。如活性Ba0、Ca0、 MgO 等。實(shí)施例一本發(fā)明的精煉劑，其組分的重量百分比為CaC2—50%、SiC—15%、Al—15%和緩 釋劑20%;CaC2W塊度或粒度為lgmm、SiC為2mm、Al為4mm、緩釋劑為4mm ；將按照上述塊度 或粒度進(jìn)行加工的各組分制備好，然后按照上述比例混勻并采用內(nèi)塑外編雙層防潮包裝， 重量以5 IOkg/袋為宜。在煉鋼時(shí)，將轉(zhuǎn)爐初煉鋼水輸送到鋼包精煉爐內(nèi)，在精煉工位 開(kāi)始送電加熱并加完合成渣后一段時(shí)間，按照每噸鋼水加入0. 25 0. 5kg的比例，加入本 發(fā)明的精煉劑；或者，在精煉過(guò)程中，根據(jù)爐渣變化情況進(jìn)行調(diào)渣；每次按照每噸鋼水加入 0. 05 0. 20kg的比例加入，進(jìn)行調(diào)渣。由于鋼包精煉爐精煉劑功效組分中Ca、Al、Si、C元 素均具有較強(qiáng)的脫氧能力，能滿足爐渣快速深度脫氧以及對(duì)鋼水?dāng)U散脫氧的要求；精煉渣 (FeO+MnO)彡1%，鋼水
彡16ppm。本發(fā)明脫氧元素產(chǎn)物能與合成渣組分形成白渣礦相， 有利于鋼水脫硫和去除夾雜物。本發(fā)明能減少鋼水在LF精煉過(guò)程中增加[N]、[H]含量，能 降低消耗及成本。提高電能的熱效率實(shí)施例二本發(fā)明的精煉劑，其各組分的重量百分比還可以如下表所示，能得到相同的精煉 效果。
權(quán)利要求
鋼包精煉爐用煉鋼精煉劑，其特征在于所述的精煉劑，由含有下述重量百分比的組分制備而成CaC2 45～70％、SiC 5～20％、Al 5～15％和抑制氣體逃逸的緩釋劑10～20％；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼包精煉爐煉鋼精煉劑，其特征在于所述精煉劑各組分的 塊度或粒度為CaC2為5 20mm、SiC為≤3mm、Al為1 5mm、緩釋劑≤5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼包精煉爐煉鋼精煉劑，其特征在于所述的精煉劑化 學(xué)成份為Ca—28 55% ,Al—5 15%、C—15 30% ,Si—3 15%和緩釋劑10 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼包精煉爐煉鋼精煉劑，其特征在于所述的緩釋劑是 能顯著提高爐渣粘度和表面張力抑制氣體逃逸的氧化物，如活性BaO、CaO, MgO0
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了鋼包精煉爐用多效精煉劑，所述的精煉劑由含有下述重量百分比的組分制備而成CaC245～70％、SiC5～20％、Al5～15％和緩釋劑10～20％；所述精煉劑各組分的塊度或粒度為CaC2為5～20mm、SiC為≤3mm、Al為1～5mm、緩釋劑≤5mm。本發(fā)明的精煉劑，其組分中Ca、Al、Si、C元素均具有較強(qiáng)的脫氧能力，能滿足爐渣快速深度脫氧以及對(duì)鋼水?dāng)U散脫氧的要求；脫氧元素產(chǎn)物能與合成渣組分形成白渣礦相，有利于鋼水脫硫和去除夾雜物；減少鋼水在精煉過(guò)程中增加[N]、[H]含量，降低消耗及成本。
文檔編號(hào)C21C7/04GK101892347SQ20101023553
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者李恒瑞, 李琨, 梁東, 肖龍全, 陳坤, 黃正全 申請(qǐng)人:重慶科健冶金材料有限公司