[发明专利]转炉生产超低碳钢过程中RH脱碳处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转炉生产超低碳钢过程中RH脱碳处理方法，可有效防止转炉工艺生产超 低碳钢过程中RH插入管粘渣，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

RH真空处理技术是生产高质量品种钢的重要炉外精炼手段。目前世界上许多转炉炼钢厂 生产线均配置了RH精炼炉，并常采用该设备对包括IF钢在内的超低碳钢进行脱碳处理。在 IF钢或其它超低碳钢生产中常常出现插入管较严重的粘渣现象，致使插入管变粗增大，RH处 理时钢包净空减小，影响精炼工艺的正常进行。为此常常要进行大量耗时的清理，还会引起 插入管损坏，时常导致真空室提前下线，使连续生产受到严重制约，规模效应得不到充分发 挥，在很大程度上影响了生产。在处理其它钢种时插入管的粘渣则要轻微许多。这说明超低 碳钢与其它钢种的特性及其生产工艺的差别对RH插入管的粘渣有重要影响。这些差别主要包 括：

(1)钢水流动性与钢水处理温度和时间：在RH处理温度下，良好的钢液流动性有利于 在液面升降过程中，钢水从插入管表面的脱落，减弱渣层中钢的锚固作用。相反钢液的凝固 温度高，容易导致渣层上钢水的冷凝和对粘渣的稳固；而RH处理温度低，有利于对耐材的保 护，减轻渣钢对耐材的浸渗，削弱插入管挂渣粘渣的基础；延长RH处理时间，不利于减轻粘 渣。

(2)脱氧方法与脱氧产物的特性：超低碳钢生产中通常是铝脱氧镇静钢，且采用预脱 氧工艺，脱氧产物中有大量的高熔点Al₂O₃产生，同时，铝镇静钢会与高铝耐材发生反应， 在插入管外壁形成氧化物沉积，或在高温下与渣中的氧化物组元发生反应生成莫来石(熔点 1810℃)和铁尖晶石(FeAl₂O₄熔点1780℃)。同时，这些高熔点化合物的形成，又会造成炉 渣粘度增大、流动性降低，增加粘渣能力。

(3)钢包渣组成与性质：目前超低碳钢RH脱碳处理过程中钢包渣化学成分按重量百分 比一般控制为：SiO₂ 6.0～12.0％、CaO20.0～30.0％、Al₂O₃ 20.0～30.0％、MgO8.0～15.0％、 FeO 15.0～25.0％、MnO 5.0～10.0％。与其它钢种相比，超低碳钢钢包渣含有较高的FeO、 Al₂O₃等组分，且CaO/Al₂O₃、(CaO/SiO₂)/Al₂O₃较低。当温度降低时，这种渣容易析出高熔点 物相。如2MgO·SiO₂(镁橄榄石)和MgO·Al₂O₃(铝镁尖晶石)，其熔点分别高达1890℃、 2135℃，还会形成MgO·FeO(铁橄榄石)及3Al₂O₃·2SiO₂(莫来石)等高熔点复合化合物。 即使形成MgSiO₂(斜顽辉石)，其熔点也在1577℃。炉渣一旦与插入管粘附就很难被熔掉， 这样不断堆积，就会使插入管增粗变大，以致不能继续使用。

(4)钢渣界面性质：RH处理超低碳钢时，钢渣中含有很高的FeO和MnO，钢水中的[O]相 对其它钢种时高出许多，渣-钢间的界面张力较小，渣钢不易分离，使得RH插入管在粘附渣 的同时又裹入金属液。这种钢渣混卷导致粘渣层自碎性减弱，给后续清理带来极大的困难。 此外，由于钢渣混卷，增大了粘渣层的密度和导热能力，堆积越来越大的粘渣层，犹如巨大 的吸热体和散热体，随着RH处理过程液面的升降，先粘结渣钢混合体起着吸收、散失钢液热 量、降低附近渣钢熔体温度的作用，促进未凝渣冷凝析出高熔点相，进一步增大粘渣层。

插入管粘渣的实质，是精炼过程钢水-耐材-熔渣之间的相互作用，其中既有物理粘附 ，又有化学粘结等不同的结合方式。引起这些物理和化学作用，有耐材材质、钢水特性和生 产工艺等因素。目前针对防止粘渣采用的方法及其优缺点如下：