專利名稱：：一種鋼包精煉調渣劑及制備方法和調渣方法
技術領域：
：本發明涉及一種鋼包精煉渣調渣劑及其制備方法和調渣方法，特別涉及一種煉鋼爐出鋼后對鋼包內殘渣進行調質處理及精煉過程加入的精煉渣調渣劑，屬于煉鋼精煉
技術領域：
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背景技術：
：隨著社會經濟的發展，用戶對鋼材的質量提出了越來越高的要求，我國在世紀之初也提出了發展"超級鋼計劃"，超級鋼的實現手段之一就是鋼的高純凈，即對鋼中硫、磷、氧及夾雜物的含量要求非常嚴格，如高牌號管線鋼中要求鋼中SO.005y。,軸承鋼中總氧T[O]<0.0007.因此，傳統的轉爐煉鋼法難以滿足，爐外精煉技術得以迅猛發展，大型鋼鐵企業的鋼水精煉率達到100%。爐外精煉是在煉鋼爐出鋼后的鋼包內進行，根據主體精煉功能的不同，形成多種精煉工藝，其中鋼包爐精煉包括LF和CAS-OB等工藝，通過配制或控制鋼包頂渣實現對鋼液的深脫硫、磷，調整成分和溫度，去除鋼中夾雜物或對其變性處理等，具有多種精煉功能，并且，鋼包爐精煉工藝還具有設備簡單、建設周期短，投資少，操作易控等優勢，因此鋼包爐精煉成為最普遍的爐外精煉工藝之一。鋼包爐精煉的關鍵技術之一是造具有良好冶金性能的合成渣精煉，由于目前煉鋼爐出鋼過程不能完全實現無渣出鋼，且目前鋼包內除渣技術還不成熟，因此造合成渣吋要考慮鋼包殘存煉鋼渣的影響，另外，鋼包爐精煉過程需要對鋼進行脫氧脫硫等，這些脫氧脫硫產物的去除率以及這些組分對鋼包爐精煉渣性能的影響都需要綜合考慮，所以，鋼包爐精煉的造渣工藝比較復雜但至關重要，精煉渣要具有良好的脫硫、脫氧、吸收夾雜的能力，還要有好的熔化性能即較低的熔點和合適的粘度。傳統的處理方法是在煉鋼爐出鋼后，在鋼包渣中加入電石塊(主要是CaC2)和鋁渣(主要是A1203)，電石塊的作用主要是使渣中氧化鐵還原，保證渣的還原性，同時具有脫硫的作用，鋁渣的作用是調整渣的熔化性能，鋼包爐精煉過程中向渣中加入石灰以達到脫硫的目的，由于石灰的熔點較高，為加速石灰熔解，在加入石灰的同時要加入助熔劑螢石(主要是CaF2)。上述造渣工藝的不足主要有(一)、螢石作助熔劑，由于其助熔效果一般，所以其加入量較大，螢石的高溫分解和與其他氧化物的反應，造成嚴重氟污染；(二)、造渣速度慢，冶煉效率低，延長了精煉時間；(三)、石灰、.鋁渣和螢石須經烘烤后使用，使用過程中產生大量煙塵，造成原料損失和嚴重惡化操作現場的環境，并且渣成分不均勻，降低精煉效率。針對上述問題，中國發明專利CN1224722C(發明名稱鋁鈣渣及其制備方法)提出采取將石灰、鋁渣等原料制成預熔精煉調渣劑，這樣可以在不用螢石的情況下提高了調渣劑的起效速度，值得借鑒；但該發明的主要不足是該預熔渣中無助熔成分，熔點在135(TC以上，所以加入爐內其熔化時間較長，起效速度慢，另外，在預熔渣的制備工藝方面，由于渣中含有硅酸鈣成分，該渣預熔后，若不采用專門的快速冷卻方法，凝固后出現自然粉化，影響使用效果。綜上所述，研究一種無氟的、熔化速度快、脫硫及吸收夾雜能力強、便于儲運和使用的鋼包精煉調渣劑是充分發揮鋼包精煉功能、提高精煉效果、縮短精煉時間的關鍵。
發明內容.本發明的目的是提供一種新型的鋼包精煉渣的調渣劑及該調渣劑的制備方法和使用該調渣劑時的調渣處理方法，通過對鋼包內頂渣調質，使其滿足鋼包精煉的要求，充分發揮鋼包精煉功能，提高精煉渣脫硫、脫氧和吸收夾雜物的效果，解決目前鋼包爐造渣精煉存在的關鍵問題。本發明的目的是通過下列技術方案來實現的一種鋼包精煉調渣劑，其特征在于成份以質量百分數計，CaO30~60%，Al2O330~60%，MgO2~10%，B2O3210%，調渣劑中的雜質應少于8%。上述調渣劑中，雜質包括Si02、硫和磷。上述組成的調渣劑的制備方法，其特征在于由工業試劑生石灰、鋁灰、鎂砂和硼酑，按上述給定的組成配制，原料中雜質的含量越低越好，其配料后要滿足Si02、硫和磷等雜質少于8%。原料稱量前應充分干燥、經稱量配料、粉碎成10mm以下碎料，經混料后加入熔化爐，在135(TC熔化均勻后，從爐內放出，液態渣經0.250.6MPa的高壓水沖擊下快速冷卻成沙粒狀，經水渣烘干設備干燥后即可包裝待用。采用該調渣劑的調渣方法是煉鋼爐出鋼后在吊運至精煉爐前直接投入鋼包，也可以在鋼包開到精煉工位后隨其它渣料一起加入鋼包爐內，調質渣的組成根據鋼包殘渣組成及渣量、脫硫量及鋼脫氧產物量確定，調渣劑的組成和加入量以控制鋼包精煉渣組成為以質量百分數計，Ca04854%，Al2032632%，MgO68%，B20324%，Si0208%，其中Si02含量越低越好。加入調渣劑調制成上述組成的鋼包精煉渣，具有堿度高、脫硫能力強，容納吸收鋁脫氧產物的能力強等特點，同時，高堿度和高MgO含量的精煉渣可以有效控制鋼包精煉渣對包襯耐火材料的侵蝕，另外渣中的B203起到很好的助熔作用，上述組成鋼渣的熔點在12001230°C，130(TC時的粘度小于0.1Pa，s，較低熔點和粘度有利于快速造渣、吸收更多的夾雜物和降低鋼中的殘氧，較高的堿度和較低的粘度，則有利于脫硫和脫氧。因此，本發明的主要優點歸納如下1、調質渣中加入氧化硼作助熔劑，取代螢石，克服了氟污染，且氧化硼有非常強的助熔效果，調渣劑起效快，調渣效果好，調渣處理后的鋼包在吊運到精煉工位的過程中即發揮了調渣作用，調渣時間由原來的25min縮短到2min以內，調渣后，渣的熔點和粘度均比采用其它調渣劑(如石灰+螢石，石灰+鋁渣+螢石)要低，調質渣的熔點低，實現快速化渣并提高了鋼包渣的精煉效果；2、調質渣堿度高，熔點低，有利于脫硫、脫氧和去除鋼中夾雜物，對脫氧產物八1203的容納吸收能力提高；3、調質劑中的鎂砂具有減少爐襯被渣侵蝕的作用，渣線部位耐火材料的壽命提高一倍以上；4、澆鋼后，殘存在鋼包內的鋼包渣玻璃化明顯，易于清理，鋼包粘渣問題得以解決；5、調質渣的制備方法采用預熔+高壓水沖擊快速粒化冷卻的方法，該方法制得的渣粒度均勻，無粉化，克服了以往制備預熔渣的緩慢冷卻過程的粉化問題，也省去了預熔渣塊的破碎工序，因此本發明的預熔渣經高壓水粒化后快速冷卻，無細粉，極大程度的降低了現場的粉塵率，改善了精煉現場的工作環境；6、沙粒化調渣劑投包后鋪展性好，成渣迅速，且調渣劑的使用靈活，可與其他還原劑、脫氧劑和造渣材料等同時使用，該調質渣還具有便于儲運的特點。具體實施方式實施實例1以下結合實施例對本發明作進一步的闡述。實施例僅用于說明本發明，而不是以任何方式來限制本發明(一)預熔渣的制備實施例采用的原料如下，以下涉及百分數時均為重量百分比活性石灰的化學組成為100%>CaO》90.0，5%》MgO〉0，2.5%>SiO2〉0，其余為A1203等微量雜質；鋁灰的化學組成100%>Al2O3》90.0，5%》CaO〉0，3%>MgO〉0，1.5%》SiO2>0，其余為微量雜質；鎂砂的化學組成100%>MgO>90.0，5%》CaO>0，3%》Al2O3〉0，l%》SiO2>0，其余為微量雜質；硼酐的化學組成98.0%>B2O3>85.0，5%>CaO〉0，3%》MgO〉0，3%>SiO2>0，其余為微量雜質；取上述原料在15030(TC下烘烤后稱量，活性石灰lOOKg，鋁灰80Kg，鎂砂12Kg，硼酐8Kg，將各原料破碎成lmm以下，機械混勻后加入到一耐火材料容器(類似鋼包)內，用煤氣加熱使其在135(TC下熔化，熔清后運至水沖渣處，將渣慢慢倒入流渣槽，流渣槽的末端設置高壓水槍，實施高壓水沖渣粒化，水壓0.5MPa，經沉淀過濾后，見水沖渣撈出，干燥后待用。該水沖渣的化學組成為CaO50%，Al20339%，Mg04%，B2034%，Si022%、余雜質1%。(二)預熔渣的使用取上述預熔渣，在30噸LF鋼包精煉爐上進行工業試驗，冶煉鋼種為低碳鋁鎮靜鋼，轉爐出鋼后，在轉爐出鋼工位，測定鋼包渣的組成和估測其下渣量在300Kg，加入電石粉20Kg和調渣劑100Kg，2min內運至精煉工位，渣已經化好，精煉15min后，鋁脫氧后合金化，在軟吹氬5min后取最終的精煉渣和精煉后鋼樣，經分析，精煉終渣的成分為，Ca052%，AI20332%，Mg08%，B2033%，Si025%，鋼中硫的質量分數為0.0004%，總氧T[O]的質量分數為0.0006，采用該合成渣精煉時的脫硫率為81.7%，脫氧率為55%，比直接采用石灰+鋁灰+螢石造渣時的平均脫硫率(50%以下)和平均脫氧率(30%左右)有大幅提高，另外，從造渣速度來看，預熔調質渣加入鋼包后的鋪展性非常好，成渣時間在2min以內，成渣速度提高.渣的流動性滿足高效冶煉的要求，澆鋼后，鋼包壁的粘渣很少，基本可以到干凈，鋼包渣線部位侵蝕量很小，控制了鋼包粘渣超重和提高了鋼包連續使用壽命。為對比采用本發明的使用效果，下表給出了30tLF精煉爐上分別采用石灰+螢石、石灰+鋁渣+螢石預熔渣以及使用本發明調渣劑調渣處理后渣的熔化性能指標和冶金指標和使用情況對比。(注表內平均數據為分別使用30爐的平均結果)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從以上對比數據可知使用本調渣劑，渣的熔點和粘度降低，平均精煉時間縮短，平均脫硫率和平均脫氧率提高，減小了爐襯侵蝕和鋼包壁粘渣量，有效提高了鋼包壽命。權利要求1、一種鋼包精煉調渣劑，其特征在于成份以質量百分數計，CaO30～60％，Al2O330～60％，MgO2～10％，B2O32～10％，調渣劑中的雜質應少于8％.2、權利要求1所述的調渣劑，其特征在于雜質包括Si02、硫和磷。3、權利要求1所述的調渣劑的制備方法，其特征在于將生石灰、鋁灰、鎂砂和硼酐充分干燥，經稱量配料后粉碎成10mm以下碎料，經混料后加入熔化爐，在135(TC熔化均勻后，液態渣經0.250.6MPa的高壓水沖擊下快速冷卻成沙粒狀，經水渣烘干設備干燥后包裝使用。4、釆用權利要求1或2所述的鋼包精煉調渣劑的調渣方法，其特征為調渣劑在煉鋼爐出鋼后吊運至精煉爐前直接投入鋼包或在精煉工位隨其它渣料一起加入爐內，調渣劑加入量以控制鋼包精煉渣組成為Ca04854%，Al2032632%，Mg068%，B20324%，SiO208。/。為準，其中SK)2含量越低越好。全文摘要本發明屬于煉鋼精煉
技術領域：
，為一種鋼包精煉調渣劑及制備方法和調渣方法，調渣劑的化學成份為(質量％)CaO30～60％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>30～60％，MgO2～10％，B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>2～10％，雜質少于8％。使用該調渣劑的調渣方法為調渣劑在煉鋼爐出鋼后吊運至精煉爐前直接投入鋼包，也可在精煉工位隨其它渣料一起加入爐內，調質渣的組成根據鋼包殘渣量及組成、脫硫量及鋼脫氧產物量確定，其組成和加入量以控制鋼包渣組成為CaO48～54％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>26～32％，MgO6～8％，B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>2～4％，SiO<sub>2</sub>0～8％，其中SiO<sub>2</sub>含量越低越好。該調渣劑具有快速造渣，提高精煉渣的脫硫、脫氧和容納吸收脫氧產物的能力，且制備簡單，便于儲運和使用。文檔編號C21C7/04GK101519712SQ20091002924公開日2009年9月2日申請日期2009年4月3日優先權日2009年4月3日發明者李桂榮,王宏明,趙玉濤申請人:江蘇大學