[发明专利]钢水脱氧及合金化方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工艺领域，特别是一种钢水脱氧及合金化方法。

背景技术

在钢水的冶炼过程中，钢液中含有大量氧，钢水在转炉内的氧百分含量为400-600×10^-6，如果不将钢水中的氧百分含量降低到一定程度(比如80-10×10^-6)，将会严重影响钢材的质量和性能，所以钢水必须进行脱氧和合金化。现有工艺中广泛采用的合金有硅铁、锰铁、铝铁、硅钙(铁)、硅锰(铁)、硅钡(铁)、硅铝(铁)等。合金含有一定比例的硅、锰、铝、硅钙元素，这些元素称做脱氧元素。目前，普遍采用以下公式计算脱氧及合金化所需要的合金量：

加入的合金量＝(合金在钢水中的目标含量-钢水中现有合金量)×出钢量/脱氧元素百分量％×合金收得率％。

现有工艺中，采用以下方法加入合金：当钢水从冶炼炉出钢到钢包中时，钢水出到1/4时开始加入，出到3/4时加完。出钢过程中加挡渣帽、挡渣球挡渣，以避免下渣。出完钢后将包内钢水进行吹氩处理，保证吹氩时间在4min以上。

现有转炉出钢脱氧及合金化方法存在以下问题：首先，合金加入量只是大致估算，导致合金加入量计算不准确。其次，合金从加料漏斗中在没有氧化保护的情况下加入到钢水中，而大部分合金比重远远小于钢水比重，使其漂浮在钢水和渣的上面，大量被氧化，导致脱氧效果不好，合金收得率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效的脱氧及合金化方法，使其能够对钢液所需的脱氧剂进行精确计算，同时，有效改进提高合金的加入方法，提高收得率，提高钢液质量，降低生产成本。

本发明的目的由以下技术方案来实现：

在钢铁生产中，钢水脱氧和合金化是密不可分的。加入钢水中的合金一部分起脱氧作用，在脱氧过程中消耗掉了，转化为脱氧产物被排除，剩下的部分则保留在钢液中，起合金化的作用。所以，脱氧元素的量等于脱氧所消耗的脱氧元素加上成品钢水中所需脱氧元素量之和。本发明将针对每炉钢水的出钢时的实际氧含量来分别准确计算脱氧和合金化所需要的合金。同时在合金加入过程中采用喷吹管，利用惰性气体将合金直接送到钢包下部。本发明中的钢包脱氧及合金化方法包括以下步骤：

一、计算合金加入量：

1).当合金中含有一个脱氧元素时，在转炉吹炼完毕出钢前到钢水通过出钢槽送到钢包期间，通过实验分析、定氧探头或者其它方法测定钢水中的氧百分含量[％O₁]。同时，计算成品钢水中氧含量，脱氧反应式如(1)所示，其平衡常数如公式(2)所示。在一定条件下，平衡常数可以通过炼钢物理化学手册查到，而成品钢水中合金元素的重量百分浓度为已知，利用公式(2)可计算与成品钢液中脱氧元素相平衡的氧百分含量[％O₂]。

x[M]+y[O]＝M_xO_y    (1)

式中，M为脱氧合金中的脱氧元素，O为氧，MxOy为脱氧元素与氧生成的氧化物。x，y分别为方程式中脱氧元素M和O的系数。

其平衡常数为：

KM=1[%M1]x[%O2]y---(2)]]>

式中，K_M为平衡常数，[％M₁]为成品钢中脱氧元素的百分浓度，[％O₂]为平衡条件下的氧的百分含量。

2)、计算需要钢水中需要去除的氧百分含量(重量)[％O₃]。计算方法见公式(3)，

[％O₃]＝[％O₁]-[％O₂]    (3)