[发明专利]一种超低碳钢转炉终渣改质剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢及精炼技术领域，涉及一种超低碳钢转炉终渣改质剂，尤其涉及一种用于转炉终点出钢时消除终渣氧化性的Al基改质剂及其使用方法。

背景技术

随着我国钢铁工业的发展，超低碳钢的需求越来越大，各钢厂也将高附加值品种列为生产的主要任务之一。目前大多数炼钢厂在转炉冶炼超低碳钢尚不能完全消除下渣，出钢时，虽采用挡渣措施，仍不可避免有一部分转炉终点渣随钢流进入钢包，这部分转炉渣称之为钢包顶渣。该渣氧化性较强，渣中FeO质量分数可达到11%～17％，部分钢厂可达22%，对钢水质量危害很大，会增加钢中夹杂物，尤其是Al₂O₃大颗粒夹杂，严重影响钢材表面质量，同时可以侵蚀钢包，增加耐材的消耗，在精炼过程还会增加合金消耗量、降低脱硫效果。又由于扒渣往往造成钢水温度损失，导致钢水收得率降低，同时影响生产节奏，因此，在采取挡渣出钢的同时需要使用钢包渣改质剂来减少钢包渣中的FeO含量和调整渣成分。

常见的钢包渣改质剂主要有3种：CaO+CaF₂基调节剂、Al基钢包渣改质剂和CaC₂基钢包渣质剂。其中，CaO+CaF₂基调节剂由于操作简单，成本低，曾被普遍采用，但是其渣量大、成渣慢，且不能根本解决渣中FeO、MnO对钢液再氧化的问题，故在冶炼超低硫钢时较少采用。CaC₂基(CaC₂、CaC₂+CaO等)改质剂是散脱氧剂，其优点是反应产物主要是气体，不污染钢液，有利于减少钢中夹杂物含量，提高钢包使用寿命，且同时具有脱硫作用，使用后的渣量少，成本低，缺点是在使用过程中会增碳，对冶炼超低碳钢不利。Al基钢包渣改质剂在还原钢包渣中的FeO和MnO的同时，又能减少对钢液的污染，同时，由于用量的减少，原料使用电解铝边角料或废料，可以有效的控制炼钢成本；在后续的精炼生产中，对实现快速精炼和控制钢水含氧量也都有着重要意义。因此，对Al基钢包渣改质剂的研究越来越受到人们的重视。例如，中国专利申请CN1264745公开了“转炉炼钢终渣改质剂”，其由4~9%CaO，3~10%SiO₂,45~55%MgO和3~10%C组成；中国专利CN101736135A公开了“超低碳钢用钢包顶渣还原改质剂及其使用方法”，其中改质剂的组成为35~60%Al、10~35%CaO、15~30%CaCO₃，该渣还原性能不错，但成本较高。成分为Al-CaCO₃-CaF₂系的改质剂，目前尚未见报道。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种超低碳钢转炉终渣改质剂，该改质剂为Al-CaCO₃-CaF₂系钢包渣改质剂，其加工方便、高效实用、成本低廉、环境友好。

本发明的另一个目的是提供了上述改质剂的使用方法。

本发明改质剂成分和含量的确定依据如下：

（1）炉渣硫容量

目前钢液脱硫和精炼工序可选渣系主要有CaO-CaF₂渣系、CaO-CaF₂-Al₂O₃渣系和CaO-Al₂O₃-SiO₂渣系，其中CaO-CaF₂渣系的脱硫能力最强。因此，考虑到脱硫效率和CaF₂对环境的污染和钢包耐材的侵蚀，同时考虑钢液流动性，确定选用萤石含量不超过10%。萤石的主要作用有：

①萤石的主要成分CaF₂与CaO作用形成熔点1362℃的共晶体，可促进石灰的熔化；

②萤石能显著降低2CaO·SiO₂的熔点，使炉渣在高碱度下具有较低的熔化温度；

③萤石能降低炉渣的粘度。

为增加反应界面积，进一步加入<8%盐类；同时为保护包衬，加入5~8%MgO。

（2）炉渣粘度