專利名稱：一種管線鋼爐外精煉用高堿度合成渣的制作方法
技術領域：
本發明屬于煉鋼技術領域，具體來說是一種爐外精煉用高堿度合成渣，特別適用于管線鋼鋼水的脫硫和夾雜物控制去除。
背景技術：
隨著我國石油、天然氣資源的開發和利用，低合金高強度，高韌性的高級別管線鋼將成為本世紀國民經濟需求量較大的一類鋼種。石油管線鋼多用于環境惡劣的邊遠地區且腐蝕性條件下，對質量要求很高，要求管線鋼具有高強度、高韌性、良好的可焊性、良好的抗氫致裂紋(HIC)和抗H2S腐蝕(SCC)能力。管線鋼的HIC和SCC都和鋼中的硫和夾雜物有著密切聯系，對管線鋼來說，降低鋼中硫含量及對夾雜物的合理控制是管線鋼潔凈度研究的重點。 為了生產優質管線鋼，必須嚴格控制鋼中的硫含量。一般要求鋼中硫小于O. 005%或者O. 0020%,甚至O. 001% (徐匡迪.關于潔凈鋼的若干基本問題.金屬學報，2009，45(3) :257)。管線鋼精煉過程中主要通過造高硫容量、低熔點、流動性良好的高堿度精煉渣進行脫硫，同時吸附精煉過程中上浮的夾雜物。專利CN101654722A公開的關于管線鋼用爐外精煉三元合成渣成分組成為80 85%活性灰、8 13%鋁礬土、7 12%精品螢石，此精煉渣有利于鋼水快速深脫硫，脫硫率在65 75%之間。CNlOl 191148A公開了一種鋼包脫硫精煉渣，該精煉渣鋼包脫硫精煉渣包括活性石灰、螢石及鋁粉或鋁丸，其組成重量百分比為活性石灰80、0%，螢石1(Γ15%，鋁粉或鋁丸2 5%，采用此鋼包脫硫精煉渣，能去除鋼包內硫達到10 20%，最高達到40%，效果明顯。在現有技術中，廣泛采用的管線鋼鋼水精煉用的合成渣堿度5 8，曼內斯曼指數
O.25、. 35。這類合成渣一方面硫容量較小，為達到理想的脫硫效果所需渣量大，增加了煉鋼成本。此外，這類精煉渣僅注重脫硫而未考慮到鋼水中夾雜物的控制去除。管線鋼生產中，精煉渣應具備良好地夾雜物控制吸收能力，可最大限度的脫除鋼水脫氧、精煉和鈣處理過程中產生的非金屬夾雜。如精煉渣的夾雜物控制吸收能力較差，則鑄坯中的塑性夾雜(如12Ca07Al203)在軋制過程中沿變形方向延伸，呈線、鏈狀分布。由此引起產品各向性能的顯著差異，從而惡化了鋼材的塑性和沿厚度方向的斷面收縮率，使鋼制品受各種復雜應力作用而破壞。
發明內容
本發明的目的在于提供一種既具有高硫容量，又具有良好地熔化、流動和吸收夾雜物性能。可以在保持良好脫硫和夾雜物控制效果的同時降低用渣量以節約成本的管線鋼爐外精煉用高堿度合成渣。本發明的技術方案是一種管線鋼爐外精煉用高堿度合成渣，采用高堿度的合成渣，以CaO、A1203、MgO, SiO2, CaF2為基本成分，控制合成渣初始硫含量、堿度范圍、FeO+MnO含量；其具體的化學成分重量百分比如下
CaO 45 60%，Al2O3 15 30%，MgO :6 10%，SiO2 <5%, CaF2 5 10%，Mn0+Fe0<0. 6%，渣中初始硫含量O. 05、. 15%，堿度8 15。本發明化學成分的各組分均屬常規精煉渣的一般組分。但在本發明中，部分組分的含量范圍與傳統精煉渣有很大不同。其中堿度R控制在8 15，大于一般管線鋼精煉渣5^8的范圍，具有更好的脫硫熱力學條件。合成渣中5 10%的CaF2起助熔作用，消除了高堿度帶來的渣熔化和流動性變差的影響，同時也增強了合成渣的脫硫能力。控制合成渣中Mn0+Fe0<0. 6%。一般用FeO+MnO的含量來衡量爐渣的氧化性，渣中FeO+MnO的含量對精煉脫硫過程的渣鋼間硫的分配比有重要影響。爐渣中(FeO+MnO)含量減少，會促使與之平衡的鋼水氧活度降低，從而有利于脫硫反應的進行。
本發明合成渣的生產方法與常規的爐外精煉用合成渣的生產方法相似。本發明和現有技術相比所具有的有益效果在于
(I)本發明按照 CaO 45 60%，Al2O3 15 30%，MgO :6 10%，SiO2 <5%, CaF2 5 10%，Mn0+Fe0<0. 6%，渣中初始硫含量0. 05、. 15%，堿度8 15配料制成合成渣.。與傳統管線鋼精煉用合成渣相比，具有更高的硫容量(KTH模型Cs 0. OfO. 02)。根據硫容量、渣量與脫硫率的關系，硫容量越大，為達到相同脫硫率所需渣量的越小。高硫容量的合成渣可減少精煉渣用量，降低了成本。(2)本發明適用于管線鋼精煉的高堿度合成渣堿度保持在8 15之間，通過添加5^10%CaF2,使合成渣在具有極高硫容量的同時具有良好地熔化和流動性能。合成渣熔化溫度在1340 1380° C之間。(3)本發明合成渣具有良好地夾雜物控制吸收性能。可將管線鋼精煉、鈣處理過程中產生并上浮的非金屬夾雜吸附去除。避免了鑄坯中的塑性夾雜在軋制過程中沿變形方向延伸，呈線、鏈狀分布，使鋼制品受各種復雜應力作用而破壞。
圖I為精煉前鋼水中夾雜物的形貌示意圖。對應表三中夾雜物組成。圖2為鑄錠中夾雜物的形貌示意圖。對應表四中夾雜物組成。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明。根據本發明所述的化學成分范圍，配置了 4批高堿度合成渣。釆用合成渣在IOkg真空感應爐中分別對4爐鋼水進行了精煉試驗。按合成渣批號加入到相應爐號的鋼水中。合成渣加入后，吹氬攪拌鋼水15分鐘，隨后加入硅鈣線進行鈣處理，吹氬弱攪拌8分鐘后澆錠。分別對精煉渣加入前鋼水和最終鑄錠取鋼樣。對所取鋼樣進行成分分析，并采用掃描電鏡(SEM)+能譜儀(EDS)分析鋼中夾雜物形貌與成分；采用光學顯微鏡分析剛中夾雜物形貌與數量。結果表明精煉前。鋼水中的主要夾雜物為Al2O3夾雜，此類夾雜熔點高，易造成水口堵塞，精煉后鑄錠中的夾雜主要為細小彌散分布的外殼為CaS，內核為鈣鋁酸鹽等的復合夾雜物。夾雜物數量為8. 5個/mm2。合成渣控制吸收夾雜物能力強。表一為實施例高堿度合成渣的化學成分、堿度。
表二為實施例高堿度合成渣對鋼水的脫硫效率。經過合成渣精煉，鋼中硫含量為8 12ppm，脫硫率72. 7 80%。合成渣脫硫效果好。表三為精煉前鋼水中夾雜物的化學組成。此時鋼水中的夾雜物主要為Al2O315表四為鑄錠中夾雜物的化學組成。此時鋼中的夾雜物主要為Al203、Ca0、Mg0、CaS。.及I文施例A堿度介成濟的化$成分
權利要求
1.一種管線鋼爐外精煉用高堿度合成渣，其特征在于，合成渣以Ca0、Al203、Mg0、Si02、CaF2為基本成分，控制合成渣初始硫含量、堿度范圍、FeO+MnO含量；其具體的化學成分重量百分比如下CaO 45 60%，Al2O3 15 30%，MgO :6 10%，SiO2 <5%, CaF2 5 10%，Mn0+Fe0<0. 6%，渣中初始硫含量O. 05、. 15%，堿度8 15。
全文摘要
本發明屬于煉鋼技術領域，具體來說是一種管線個鋼爐外精煉用高堿度合成渣，特別適用于管線鋼鋼水的脫硫和夾雜物控制去除。其具體的化學成分重量百分比如下CaO45~60%，Al2O315~30%，MgO6~10%，SiO2<5%，CaF25~10%，MnO+FeO<0.6%，渣中初始硫含量0.05~0.15%，堿度8~15。與傳統管線鋼精煉用合成渣相比，具有更高的硫容量(KTH模型CS0.01~0.02)。根據硫容量、渣量與脫硫率的關系，硫容量越大，為達到相同脫硫率所需渣量的越小。高硫容量的合成渣可減少精煉渣用量，降低了成本。
文檔編號C21C7/076GK102864285SQ20121041545
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者孫彥輝, 方忠強, 熊輝輝, 羅磊 申請人:北京科技大學