專利名稱：無取向電工鋼用rh真空處理脫硫劑及制備方法和脫硫方法
技術領域：
本發明屬于鋼水爐外精煉領域，具體涉及無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑及其制備方法和脫硫方法。
背景技術：
電工鋼是一種軟磁性合金，電工鋼板是磁性材料中用量最大的，同時也是一種重要的節能型功能材料，是電力、機械、電子和軍事工業中不可或缺的關鍵性材料。硫在無取向電工鋼中是一種有害的元素，硫的存在不僅會對電工鋼的加工性能產生不良影響，還會對鐵損，電磁性能產生危害，當硫含量大于0. 005%時無取向電工鋼的鐵損明顯增力卩。因此， 在無取向電工鋼中要求嚴格控制硫的含量。由于電工鋼為超低碳鋼，鋼中碳含量極低，為確保RH真空脫碳效果，轉爐出鋼均采用不脫氧或弱脫氧工藝，鋼水中氧活度較高，在后續的精煉過程中難以采用LF等裝備進行鋼水深脫硫，硫的控制基本只能依靠鐵水深脫硫，將鐵水硫控制在0. 003%以內，但受脫硫殘渣及轉爐冶煉過程造渣材料帶入的硫的影響，轉爐終點硫含量會超過0.005%，由此造成電工鋼質量波動。因此，為穩定控制鋼中硫含量，采用 RH脫硫成為了電工鋼生產中的重要技術。國內生產電工鋼的部分廠家開展過RH脫硫技術的研究，早期的RH脫硫劑基本都采用CaO-CaF2渣系，其CaF2含量高達20 % 40 %，雖有效控制了鋼中硫含量，但脫硫劑對RH耐火材料的侵蝕很大，降低了連續處理能力。為此，人們先后提出了多種RH脫硫劑， CN101134987提出了一種無取向硅鋼用脫硫劑，其脫硫劑組分中CaF2重量百分比較高，達到15 30，仍未脫離早期脫硫劑的痕跡，對RH插入管的侵蝕較大，且還配加了重量百分比 2 6的金屬Mg，脫硫劑需進行鈍化處理，脫硫劑生產工藝復雜，成本高。在CN101096720 中提出的脫硫劑其組分重量百分比CaO為60 69%，Al2O3為1 5%，金屬Al為11 20%，MgO為5 10%，CaF2為1 3%，并加了化03和BaO，雖能減輕對耐火材料的侵蝕， 但同樣成本較高，且有向鋼液增碳的危險。專利CN1804055、CN1908197和文獻[6]提出了一種不含CaF2的脫硫劑，此脫硫劑雖減輕了脫硫劑對RH耐火材料的侵蝕，但因不含CaF2,且 CaOAl2O3 < 1. 7偏低，熔化慢，將影響其脫硫效果，難以在較短的處理時間內達到預期的脫硫效果，同時CN1908197加入了 15 25%的金屬Al，產品成本高。CN10134806所提出的脫硫劑雖也強調了對組分中CaF2的控制，重量百分比< 3%，但也加入了一定量的金屬Al或 BaCO3,同樣成本偏高，且存在鋼液增碳的風險。由此可見，在當前公開的文獻或專利中所提出的超低碳鋼RH脫硫劑存在著對RH耐火材料侵蝕較大，成本較高，熔化慢，對鋼液有增碳風險等問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是現有技術中存在的電工鋼RH真空處理脫硫時的對耐火材料侵蝕較大，成本較高，熔化慢，對鋼液有增碳風險的問題。
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本發明解決上述問題的技術方案是提供一種無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑。該無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的主要組成為CaO 50 60重量份、Al2O3 10 25重量份、CaF25 10重量份。進一步地，上述脫硫劑的粒度控制在3 15mm。優選地，上述脫硫劑的粒度控制在 3 8mm。若脫硫劑中存在雜質，特別是本領域一些公知明顯有害的雜質根據常識來控制即可。比如，要求 SiO2 ( 10%,MgO ( 5%, TiO2 ( 2. 0%,P ( 0. 08%, S ^ 0. 08%。本發明還提供了一種無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的制備方法，首先將原料活性石灰、鋁酸鈣和螢石破碎，然后根據各原料的成分含量按照重量份數CaO 50 60 份、Al2O3IO 25份、CaF2 5 10份進行配制，攪拌混合得脫硫劑；制得的脫硫劑中雜質的重量百分比含量為:Si02 ( 10%,MgO ( 5%, TiO2 彡 2. 0%、P 彡 0. 08%, S ( 0. 08% 0其中，上述方法中所述的原料破碎時將原料粒度控制在3 15mm。另外，本發明還提供了一種無取向電工鋼RH真空處理脫硫的方法，將本發明的脫硫劑按加入量4-7千克/噸鋼水在RH脫碳和脫氧合金化后加入。其中，上述方法中所述脫硫劑分為兩批加入，第一批加入量為2-3千克/噸鋼水， 鋼液循環1 3min后加入第二批，其加入量為2-4千克/噸鋼水，鋼液再循環6 lOmin， 結束脫硫。脫硫劑組成中將CaF2重量份數控制在5 10，大大低于傳統RH脫硫劑中20 40 的含量，有效減輕了脫硫劑對耐火材料的侵蝕。將脫硫劑組成中CaO、A1203、CaF2的重量份數分別控制在50 60、10 25、5 10的范圍內，使脫硫劑的熔點位于1280 1330°C之間，確保了脫硫劑加入鋼液后能夠迅速熔化。而不用通過添加化03、BaO等助熔劑來解決由于CaF2減少帶來的脫硫劑熔點偏高的問題。由于電工鋼為超低碳鋼，鋼中碳含量小于0.005%，脫硫劑中含碳量過高將會引起鋼液增碳。若脫硫劑中加入MgO、BaO,由于這些組分采用的原料鎂砂和BaC03中均含有一定數量的碳，會導致脫硫劑中碳偏高，從而引起鋼液增碳。為此，本發明的制備方法中采用了含碳很低的活性石灰、螢石和鋁酸鈣作為脫硫劑原料，由此避免了鋼液增碳。鋁酸鈣的主要化學成分Al2O3和CaO，鋁酸鈣的生產方法一般是按比例將鋁土礦和石灰石破碎后成球，在1300°C鍛燒冷卻后粉碎包裝即為鋁酸鈣，煉鋼除渣劑用鋁酸鈣執行企業標準為 Q/74362047-0 ·001_2008。將產品粒度控制在3 15mm，優選為3 8mm，能夠擴大鋼渣接觸面積，加快脫硫劑的熔化和成渣速度。由于采用礦石為原料，必須對雜質進行控制，其中 SiO2, TiO2, MgO屬于選擇控制，SiO2過高會與鋼中鋁反應，導致鋼液Al的燒損(通常在鋼鐵生產中叫二次氧化，MgO過高降低熔渣流動性，降低反應速率，TiO2過高也會出現類似情況，并可能導致鋼中出現Ti夾雜，這三者均是由原料帶入。P、S是必須控制的，它們會直接導致鋼液P、S升高。脫硫劑的加入在RH脫氧合金化后進行，此時，鋼液中氧活度已很低，無需加入Mg、 Al等貴重金屬作脫氧劑。因此，本發明脫硫劑中未加Mg、Al貴重金屬，降低了脫硫劑的原料成本，同時也避免了對Mg進行鈍化處理的復雜工藝，簡化了脫硫劑的生產工藝，從而達到了降低脫硫劑生產成本的目的。采用分兩批加入的方式，且每批加入間隔了一定的時間， 避免了單批加入造成鋼液溫降過大，脫硫劑熔化、成渣不好，脫硫率低的問題。
本發明與現有技術相比，具有如下有益效果采用本發明技術后，生產無取向電工鋼時在RH精煉過程可獲得20 50%的脫硫率，在處理前硫含量為0. 008 %的條件下，處理后成品硫含量小于0. 005 %，確保了電工鋼的電磁性能，降低了鐵損，從而穩定了產品質量，提高了產品成材率。由于本發明采用的原料種類較少，且無Al、Mg等貴金屬和化03、BaO等助熔劑，原料成本低，生產工藝簡單，脫硫劑成本低，且避免了對鋼液的增碳。本發明降低了脫硫劑中的CaF2含量，可減輕脫硫劑對RH耐火材料的侵蝕，有利于保障RH的連續處理，提高電工鋼的連澆爐數，降低電工鋼生產成本。
具體實施例方式無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑。該無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的主要組成為=CaO 50 60重量份、Al2O3 10 25重量份、CaF2 5 10重量份。進一步地，上述脫硫劑的粒度控制在3 15mm。優選地，上述脫硫劑的粒度控制在 3 8mm。若脫硫劑中存在雜質，特別是本領域一些公知明顯有害的雜質根據常識來控制即可。比如，要求 SiO2 ( 10%,MgO ( 5%, TiO2 ( 2. 0%,P ( 0. 08%, S ^ 0. 08%。本發明還提供了一種無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的制備方法，首先將原料活性石灰、鋁酸鈣和螢石破碎，然后根據各原料的成分含量按照重量份數CaO 50 60 份、Al2O3IO 25份、CaF2 5 10份進行配制，攪拌混合得脫硫劑；制得的脫硫劑中雜質的重量百分比含量為:Si02 ( 10%,MgO ( 5%, TiO2 彡 2. 0%、P 彡 0. 08%, S ( 0. 08% 0其中，上述方法中所述的原料破碎時將原料粒度控制在3 15mm。另外，本發明還提供了一種無取向電工鋼RH真空處理脫硫的方法，將本發明的脫硫劑按加入量4-7千克/噸鋼水在RH脫碳和脫氧合金化后加入。其中，上述方法中所述脫硫劑分為兩批加入，第一批加入量為2 3千克/噸鋼水，鋼液循環1 3min后加入第二批，其加入量為2 4千克/噸鋼水，鋼液再循環6 lOmin，結束脫硫。本發明的脫硫劑的制備可采用純化合物或者含有這些化合物的礦物混合，若采用純化合物，直接稱取混合即可，若采用含有這些化合物的礦物，可采用以活性石灰、鋁酸鈣和螢石為原料，分別粉碎，并控制粒度為3 15mm較好。將各原料測定成分含量后按本發明的脫硫劑的成分要求計算出含量，然后稱取攪拌均勻即可。為了控制Si02、Mg0、Ti02、 P、S的含量，需對原料進行控制。下面，將通過實施例對本發明進行更詳細的描述。實施例1本發明脫硫劑的制備將活性石灰、鋁酸鈣和螢石分別破碎，破碎時將原料粒度控制在5mm，檢測各原料的成分含量，測得活性石灰質量百分比組分為CaO 85%, SiO2 6%,MgO 6%, TiO2 1.0%,P 0. 07%, S 0. 04%，鋁酸鈣質量百分比組分為 CaO 43%,Al2O3 38%, SiO2 6%,TiO2 2.5%、 MgO 3. 0%,Ρ 0. 05%,S 0. 07%，螢石質量百分比組分為 CaF2 85%,SiO2 10%,P 0. 02%,S 0. 03%,TiO2 0.5%,MgO 2.0%。然后根據各原料的成分含量按照重量份數CaO 60份、Al2O3 15份、CaF2 10份配制脫硫劑，即鋁酸鈣取40重量份、螢石10重量份、活性石灰50重量份，此時脫硫劑中雜質重量百分比含量為4%、MgO 4.4%, TiO2 1. 55%, P 0. 057%, S
0. 051%，將原料攪拌混合。 參照實施例1的方法制得下列脫硫劑
權利要求
1.無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑，其特征在于主要組成為CaO50 60重量份、 Al2O3 10 25重量份、CaF2 5 10重量份。
2.根據權利要求1所述的無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑，其特征在于所述脫硫劑的粒度控制在3 15mm。
3.無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的制備方法，其特征在于首先將原料活性石灰、鋁酸鈣和螢石破碎，然后根據各原料的成分含量按照重量份數CaO 50 60份、 Al2O3IO 25份、CaF2 5 10份進行配制，攪拌混合得脫硫劑；制得的脫硫劑中雜質的重量百分比含量為:Si02 ( 10%,MgO ( 5%, TiO2 ( 2. 0%,P ( 0. 08%, S ( 0. 08%。
4.根據權利要求3所述的無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的制備方法，其特征在于破碎時將原料粒度控制在3 15mm。
5.權利要求3 4任一項所述的無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的制備方法制備的脫硫劑。
6.無取向電工鋼RH真空處理脫硫的方法，其特征在于將權利要求1、2或5任一項所述的脫硫劑按加入量4 7千克/噸鋼水在RH脫碳和脫氧合金化后加入。
7.根據權利要求6所述的無取向電工鋼RH真空處理脫硫的方法，其特征在于所述脫硫劑分為兩批加入，第一批加入量為2 3千克/噸鋼水，鋼液循環1 :3min后加入第二批，其加入量為2 4千克/噸鋼水，鋼液再循環6 lOmin，結束脫硫。
全文摘要
本發明涉及一種無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑及制備方法和脫硫方法，屬于鋼水爐外精煉領域，以解決現有技術中電工鋼RH真空處理脫硫時存在的對耐火材料侵蝕較大，成本較高，熔化慢，對鋼液有增碳風險的問題。本發明無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑主要組成為CaO 50～60重量份、Al2O3 10～25重量份、CaF2 5～10重量份。本發明還提供了該無取向電工鋼用RH真空處理脫硫劑的制備方法和脫硫方法。主要用于無取向電工鋼RH真空處理脫硫。
文檔編號C21C7/10GK102199687SQ20111010595
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月26日 優先權日2011年4月26日
發明者馮遠超, 卿家勝, 張敏, 曾建華, 李利剛, 李桂軍, 李清春, 楊森祥, 陳亮, 陳懷杰, 陳永 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司