專利名稱：一種超低碳鋼轉爐終渣改質劑及其使用方法
技術領域：
本發明屬于煉鋼及精煉技術領域，涉及一種超低碳鋼轉爐終渣改質劑，尤其涉及一種用于轉爐終點出鋼時消除終渣氧化性的Al基改質劑及其使用方法。
背景技術：
隨著我國鋼鐵工業的發展，超低碳鋼的需求越來越大，各鋼廠也將高附加值品種列為生產的主要任務之一。目前大多數煉鋼廠在轉爐冶煉超低碳鋼尚不能完全消除下渣，出鋼時，雖采用擋渣措施，仍不可避免有一部分轉爐終點渣隨鋼流進入鋼包，這部分轉爐渣稱之為鋼包頂渣。該渣氧化性較強，渣中FeO質量分數可達到11% 17%，部分鋼廠可達22%，對鋼水質量危害很大，會增加鋼中夾雜物，尤其是Al2O3大顆粒夾雜，嚴重影響鋼材表面質量，同時可以侵蝕鋼包，增加耐材的消耗，在精煉過程還會增加合金消耗量、降低脫硫效果。又由于扒渣往往造成鋼水溫度損失，導致鋼水收得率降低，同時影響生產節奏，因此，在采取擋渣出鋼的同時需要使用鋼包渣改質劑來減少鋼包渣中的FeO含量和調整渣成分。常見的鋼包渣改質劑主要有3種CaO+CaF2基調節劑、Al基鋼包渣改質劑和CaC2基鋼包渣質劑。其中，0&0+08&基調節劑由于操作簡單，成本低，曾被普遍采用，但是其渣量大、成渣慢，且不能根本解決渣中FeO、MnO對鋼液再氧化的問題，故在冶煉超低硫鋼時較少采用。CaC2基(CaC2、CaC2+CaO等)改質劑是散脫氧劑，其優點是反應產物主要是氣體，不污染鋼液，有利于減少鋼中夾雜物含量，提高鋼包使用壽命，且同時具有脫硫作用，使用后的渣量少，成本低，缺點是在使用過程中會增碳，對冶煉超低碳鋼不利。Al基鋼包渣改質劑在還原鋼包渣中的FeO和MnO的同時，又能減少對鋼液的污染，同時，由于用量的減少，原料使用電解招邊角料或廢料，可以有效的控制煉鋼成本；在后續的精煉生廣中，對實現快速精煉和控制鋼水含氧量也都有著重要意義。因此，對Al基鋼包渣改質劑的研究越來越受到人們的重視。例如，中國專利申請CN1264745公開了 “轉爐煉鋼終渣改質劑”，其由4、%CaO，3 10%Si02, 45 55%Mg0和3 10%C組成；中國專利CN101736135A公開了“超低碳鋼用鋼包頂渣還原改質劑及其使用方法”，其中改質劑的組成為35飛0%A1、l(T35%Ca0、15^30%CaC03,該渣還原性能不錯，但成本較高。成分為Al-CaCO3-CaF2系的改質劑，目前尚未見報道。
發明內容
針對上述問題，本發明提供了一種超低碳鋼轉爐終渣改質劑，該改質劑為Al-CaCO3-CaF2系鋼包渣改質劑，其加工方便、高效實用、成本低廉、環境友好。本發明的另一個目的是提供了上述改質劑的使用方法。本發明改質劑成分和含量的確定依據如下( I)爐渣硫容量目前鋼液脫硫和精煉工序可選渣系主要有CaO-CaF2渣系、CaO-CaF2-Al2O3渣系和CaO-Al2O3-SiO2渣系，其中CaO-CaF2渣系的脫硫能力最強。因此，考慮到脫硫效率和CaF2對環境的污染和鋼包耐材的侵蝕，同時考慮鋼液流動性，確定選用螢石含量不超過10%。螢石的主要作用有①螢石的主要成分CaF2與CaO作用形成熔點1362°C的共晶體，可促進石灰的熔化；②螢石能顯著降低2Ca0 SiO2的熔點，使爐渣在高堿度下具有較低的熔化溫度；③螢石能降低爐渣的粘度。為增加反應界面積，進一步加入〈8%鹽類；同時為保護包襯，加入5 8%Mg0。(2)爐渣粘度由于目前煉鋼廠轉爐頂渣中成分基本為CaO-Al2O3-SiO2-MgO,頂渣主要成分見表 I。隨著CaO含量的增加，爐渣粘度迅速增加，而Al2O3也會增加爐渣粘度，但效果沒有堿度增加的明顯。當轉爐渣組成中CaO為50 60%、Al2O3在10 30%、SiO2 ( 40%時，該渣具有較低的粘度，所以適當加入一些MgO和Na2CO3,不僅可以增加反應接觸面積，還能保護包襯，降低爐渣粘度。表I轉爐頂渣主要成分(wt%，其余為FeO)
權利要求
1.一種超低碳鋼轉爐終渣改質劑，其特征在于所述改質劑的成分按質量百分比為30 50%CaC03、5 10%CaF2、5 8%MgO 及鹽類〈8%，其余為 Al。
2.根據權利要求I所述的改質劑，其特征在于所述Al為電解鋁邊角料或廢料，為鋁粉、鋁粒、鋁屑中的至少一種。
3.根據權利要求I所述的改質劑，其特征在于所述Al的密度與所述CaCO3的密度相同。
4.根據權利要求I所述的改質劑，其特征在于所述鹽類為Na2CO3和MgO。
5.一種使用如權利要求I所述的改質劑對超低碳鋼轉爐終渣進行改質的方法，其特征在于所述改質劑的加入量為總渣量的1/4。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述改質劑反應后形成CaO-Al2O3-SiO2相圖中鋁酸三鈣(3Ca0 A1203)、鈣黃長石(2Ca0 Al2O3 2Si02)、鋁酸鈣(CaO Al2O3)區域的交叉成分，熔點小于1500°C。
全文摘要
本發明屬于煉鋼及精煉技術領域，涉及一種超低碳鋼轉爐終渣改質劑，其按質量百分比包括如下成分30~50%CaCO3、5~10%CaF2、5~8%MgO及鹽類<8%，其余為Al。本發明的改質劑成本低廉、加工方便、易于生產且高效實用，其采用鋁粉和CaCO3，不適用任何粘結劑和添加劑，同時不添加Al2O3等產物調整Ca/Al比，對鋼水無污染，且鋼水還原性很好；改質劑加入量為總渣量的1/4，鋁粉綜合利用率70%以上，轉爐終渣堿度大于5，反應后的生成物熔點小于1500℃；沒有明顯增碳、渣量小；鋁粉在鋼水內反應可補償鋼水的部分溫降；CaCO3密度和鋁粉密度相同，CaCO3發生分解反應會產生氣體，大大增加反應界面接觸面積，確保改質劑良好的還原性能，使爐渣中的FeO氧化，含量迅速減少，大幅度降低了頂渣的氧化性，改善鋼水條件。
文檔編號C21C5/36GK102643948SQ201210158908
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者仇圣桃, 劉家琪, 盧軍輝, 張慧 申請人:中達連鑄技術國家工程研究中心有限責任公司, 鋼鐵研究總院