鋼包覆蓋渣含硼改質劑及其使用方法

專利名稱：鋼包覆蓋渣含硼改質劑及其使用方法
技術領域：
本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種鋼包覆蓋渣含硼改質劑及其使用方法。
背景技術：
鋼包覆蓋渣主要由轉爐精煉渣在出鋼過程流入和合金脫氧產物所形成的渣組成，通常存 在渣量大、氧化性高、堿度低等問題，降低了鋼水的脫氧、脫硫能力，影響精煉效果；同時， 部分覆蓋渣還存在熔點高、粘度大、易結殼現象，造成LF爐下電極和加料困難，進而給滑 板處理、翻包和鋼包周轉等帶來困難，乃至影響生產過程的順利進行。此外，轉爐的精煉渣， 傳統上多含CaF2組分，增加了爐渣對耐火材料的侵蝕，污染環境和影響人體健康。為了對 覆蓋渣改質，鋼包內所加改質劑通常也含有CaF2，亦加重了對生產和環境的負面影響。

發明內容
針對現有鋼包覆蓋渣及其改質劑的問題，本發明提供一種鋼包覆蓋渣含硼改質劑及其使 用方法，目的在于提高覆蓋渣堿度、降低氧化性和降低覆蓋渣熔點，避免精煉過程中使用CaF2 對爐襯的侵蝕及其他危害。
本發明的鋼包覆蓋渣含硼改質劑的化學成分按重量百分比為CaO 20~30%、 MgO 4~12%、 B20325~44%、 A1203 l~30/o、 SiO22~10%、 Fe2O30 1.5%， Al卜3%，雜質0.5~1.5%， 燒失成分10~20%;粒度要求為將全部含硼改質劑過50目篩后，篩余物占含硼改質劑總重 量的10%以下，熔點小于110(TC。燒失成分為S03、 C02和H20， S03、 032和1120分別以 硫酸根、碳酸根和結品水的形態存在。雜質為Na、 K、 Mn、 Ti、 Ba的氧化物。
上還含硼改質劑的制備方法為釆用硼鎂石物理破碎，經人工配料，再按成分要求添加 CaO粉和/或MgO粉，混合均勻，然后按成分要求加入金屬鋁粉制備成含硼改質劑。
本發明的鋼包覆蓋渣含硼改質劑的使用方法為出鋼時將含硼改質劑隨鋼流加入到鋼包 中，或者在出鋼結束后將含硼改質劑加入到鋼水液面上，含硼改質劑的用量為0.4 0.6kg/t鋼 水。當采用將含硼改質劑加入到鋼水液面的方式時，冶煉出的成品鋼中硼元素的重量含量增 加0.0022~0.0033%，而且硼增加量穩定。該含硼改質劑適用于冶煉含硼系列鋼種，例如300 系列不銹鋼，同時也適用于對硼含量沒有要求和限制的鋼種。
本發明采用的原料硼鎂石系指"白硼"礦石，其次級產品中的偏硼酸鈣QCaB204 21120) 成分，做為含硼改質劑的基礎組分；偏硼酸鈣中含有CaO，其含量《30%。 CaO是精煉渣、 覆蓋渣的主要成分之一，它對渣堿度和精煉能力有直接影響。偏硼酸鈣帶入的CaO量較高時， 可以滿足改質劑對CaO的需求。同時，在精煉渣中使用，可以減少精煉渣造渣過程的石灰加入量。原料中不含對鋼水和環境有害的組分。原礦中伴有少量或微量Na、 K、 Mii、 Ti、 Ba 元素，他們對冶煉過程不產生有害影響。
上述含硼改質劑的成分以含一定量B203的偏硼酸鈣為基礎，配加脫氧組分金屬鋁和堿
性氧化物，以提高改質劑的脫氧、脫硫能力；含硼改質劑的成分根據覆蓋渣的堿度、氧化性 和流動性要求加以配制，以保證渣的精煉能力；鋁是鋼中的強脫氧元素，含硼改質劑中添加 少量鋁粉，可以降低渣子氧化性，同時可以貢獻成渣熱量，對精煉和成渣都有好處。含硼改 質劑中B203含量必須'保證在上述范圍內，以降低覆蓋渣熔點，改善渣流動性。含硼改質劑中 MgO組分，少量由原料中帶入，根據需要采用配加方式增加。含硼改質劑中CaO.含量根據 渣性能要求配制，在含硼改質劑的制備過程中進行調整。
B203是含硼改質劑中非常有效的助溶劑，也是含硼改質劑中起主要作用的元素。B203 熔點450'C，在渣中能夠快速熔化，同時可以與渣中的CaO、 MgO等多種堿性氧化物形成低 熔點復合化合物，如熔點為988。C的MgO'B203，熔點為IIO(TC的CaO B203等，使渣系 熔點下降，促進CaO溶解，加快精煉過程的成渣速度。8203比CaF2與渣中堿性氧化物形成 的復合化合物熔點要相對低30(TC左右，所以它比CaF2是更有效的助熔劑，能夠促進快速成 渣。據研究介紹，渣中B203每增加1%可以降低熔化溫度25°。左右。
本發明使用含硼改質劑代替含CaF2的改質劑，可以避免CaF2對爐襯的侵蝕，減少環境 污染和對人體的危害，同時具有作用快、早成渣，達到提高精煉速度和效果的目的。
具體實施方式
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本發明實施例中采用的鋁粉為普通工業鋁粉，粒度不大于180目。
本發明實施例中冶煉的鋼種為300系列不銹鋼。
本發明實施例中采用的CaO粉和MgO粉為普通工業產品。 實施例1
采用一步法冶煉不銹鋼時，由于合金和輔料都加入到轉爐中，而且高碳鉻鐵含硅，為此 需要增加石灰用量，導致轉爐出渣量大，同時精煉渣熔點高、粘度大、鋼包中易結渣殼，給 后步操作帶來諸多不利影響。轉爐精煉渣平均含CaO 52.04wt%、SiO233.13wt%、MgO 7.3wt%、 Fe2O30.93%、 MnO 0:019%，以CaO/Si02代表堿度，(FeO+MnO)代表氧化性，可見渣堿度 偏低、熔點較高。 ，
按上述方法冶煉不銹鋼，出鋼結束后將含硼改質劑加入到鋼包液面上，含硼改質劑的用 量為0.4kg/t鋼水。加入含硼改質劑后，冶煉出的成品鋼中硼的重量含量增加0.0022%。
所用的含硼改質劑成分按重量百分比為CaO 30%、 Mg0 4%、 B20344%、 A12C>32%、 Si024%、 Fe203 1.5%, A13%，雜質1.5%，燒失成分10%;粒度為過50目篩后的篩余物占含硼改 質劑總重量的10%以下，熔點小于1100'C。
使用后覆蓋渣平均成分為CaO 56.16wt%、SiO230.53wt%、MgO 6.67wt°/。、Fe203 0.80wt%、 MnO0.68wt%。
經過多次實驗表明，加入含硼改質劑后，渣堿度提高、渣流動性良好，轉爐出鋼到LF 爐未發生大包吹不開的情況；LF爐加料和給電正常；澆鑄結束鋼包表面結殼很薄，翻渣過程 碎裂且基本翻干凈。同時，B的收得率比較穩定，能夠代替B線的喂加，每爐加入30Kg改 質劑相當于喂入硼線15米左右。 實施例2
對于在精煉渣和改質劑中使用含CaF2組份的渣系，由于存在爐襯侵蝕加劇和CaF2污染 問題，擬以含硼改質劑代替含CaF2改質劑。
所用的含硼改質劑成分按重量百分比為CaO 28%、 MgO 10%、 B2O340%、 A1203 1%、 Si022%、 Fe203 l%， A12%，雜質0.5°/。，燒失成分17.5%;粒度為過50目篩后的篩余物占含 硼改質劑總重量的10%以下，熔點小于IIOO'C。
按實施例1所述的方法將含硼改質劑加入到鋼水液面上，加入量為0.5kg/t鋼水。
加入含硼改質劑后對覆蓋渣進行分析表明，渣堿度和氧化性合適，采用上述含硼改質劑 進行處理后，避免了含CaF2改質劑所存在的不足，而且化渣良好，成渣迅速，促進了精煉過 程的進行。 實施例3
精煉時使用MgO-C質爐襯，為避免爐襯加重侵蝕和快速成渣，擬提高渣中MgO含量， 所用的含硼改質劑成分按重量百分比為Ca0 28°/。、 Mg012%、 B20325%、 Al2033%、 SiO210%、 Al 1.5%，雜質0.5%，燒失成分20%;粒度為過50目篩后的篩余物占含硼改質劑總重量的10% 以下，熔點小于ll(KTC。
按實施例1所述的方法將含硼改質劑加入到鋼水液面上，加入量為0.6kg/t鋼水。 經加入含硼改質劑，渣堿度和MgO含量提高、化渣、成渣迅速、渣精煉能力提高。轉 爐出鋼到LF爐沒有大包吹不開的情況；LF爐加料和給電正常。 實施例4
所用的含硼改質劑成分按重量百分比為CaO20。/c、 Mg09%、 B20339%、 Al2032%、 Si02 7%、 A13%， Fe2031.5%，雜質1.5%，燒失成分17%;粒度為過50目篩后的篩余物占含硼改 質劑總重量的10%以下，熔點小于110(TC。
出鋼時將含硼改質劑隨鋼流加入到鋼包中，加入量為0.4kg/t鋼水。
經加入含硼改質劑，渣堿度和MgO含量提高、化渣、成渣迅速、渣精煉能力提高。轉 爐出鋼到LF爐沒有大包吹不開的情況；LF爐加料和給電正常。
權利要求
1、一種鋼包覆蓋渣含硼改質劑，其特征在于該含硼改質劑的成分按重量百分比為CaO20～30％、MgO 4～12％、B2O3 25～44％、A12O3 1～3％、SiO2 2～10％、Fe2O3 0～1.5％，Al 1～3％，雜質0.5～1.5％，燒失成分10～20％；粒度要求為將全部含硼改質劑過50目篩后，篩余物占含硼改質劑總重量的10％以下。
2、 權利要求1所述的一種鋼包覆蓋渣含硼改質劑的使用方法，其特征在于出鋼時將 含硼改質劑隨鋼流加入到鋼包中，或者在出鋼結束后將含硼改質劑加入到鋼水液面上，含硼 改質劑的用量為0.4 0.6kg/t鋼水。
全文摘要
一種鋼包覆蓋渣含硼改質劑及其使用方法，改質劑成分按重量百分比為CaO 20～30％、MgO 4～12％、B₂O₃ 25～44％、Al₂O₃ 1～3％、SiO₂ 2～10％、Fe₂O₃ 0～1.5％，Al 1～3％，雜質0.5～1.5％，燒失成分10～20％。使用方法為出鋼時將含硼改質劑隨鋼流加入到鋼包中，或者在出鋼結束后將含硼改質劑加入到鋼水液面上，含硼改質劑的用量為0.4～0.6kg/t鋼水。本發明使用含硼改質劑代替含CaF₂改質劑，具有作用快、早成渣，達到提高精煉速度和效果的目的，同時可以避免CaF₂對爐襯的侵蝕，減少環境污染和對人體的危害。
文檔編號C21C7/04GK101613786SQ200910012628
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者戴云閣, 謝啟榮 申請人:大石橋市榮源鎂礦有限公司