[发明专利]一种管线钢炉外精炼用高碱度合成渣

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体来说是一种炉外精炼用高碱度合成渣，特别适用于管线钢钢水的脱硫和夹杂物控制去除。 

背景技术

随着我国石油、天然气资源的开发和利用，低合金高强度，高韧性的高级别管线钢将成为本世纪国民经济需求量较大的一类钢种。 石油管线钢多用于环境恶劣的边远地区且腐蚀性条件下，对质量要求很高，要求管线钢具有高强度、高韧性、良好的可焊性、良好的抗氢致裂纹（HIC）和抗H₂S腐蚀（SCC）能力。管线钢的HIC和SCC都和钢中的硫和夹杂物有着密切联系，对管线钢来说，降低钢中硫含量及对夹杂物的合理控制是管线钢洁净度研究的重点。 

为了生产优质管线钢，必须严格控制钢中的硫含量。一般要求钢中硫小于0.005%或者0.0020%，甚至0.001%（徐匡迪. 关于洁净钢的若干基本问题. 金属学报, 2009, 45(3):257）。管线钢精炼过程中主要通过造高硫容量、低熔点、流动性良好的高碱度精炼渣进行脱硫，同时吸附精炼过程中上浮的夹杂物。 

专利CN101654722A公开的关于管线钢用炉外精炼三元合成渣成分组成为80~85%活性灰、8~13%铝矾土、7~12%精品萤石，此精炼渣有利于钢水快速深脱硫，脱硫率在65~75%之间。 

CN101191148A公开了一种钢包脱硫精炼渣，该精炼渣钢包脱硫精炼渣包括活性石灰、萤石及铝粉或铝丸，其组成重量百分比为活性石灰80~90%，萤石10~15%，铝粉或铝丸2~5%，采用此钢包脱硫精炼渣，能去除钢包内硫达到10~20%，最高达到40%，效果明显。 

在现有技术中，广泛采用的管线钢钢水精炼用的合成渣碱度5~8，曼内斯曼指数0.25~0.35。这类合成渣一方面硫容量较小，为达到理想的脱硫效果所需渣量大，增加了炼钢成本。此外，这类精炼渣仅注重脱硫而未考虑到钢水中夹杂物的控制去除。管线钢生产中，精炼渣应具备良好地夹杂物控制吸收能力，可最大限度的脱除钢水脱氧、精炼和钙处理过程中产生的非金属夹杂。如精炼渣的夹杂物控制吸收能力较差，则铸坯中的塑性夹杂（如12CaO7Al₂O₃）在轧制过程中沿变形方向延伸，呈线、链状分布。由此引起产品各向性能的显著差异，从而恶化了钢材的塑性和沿厚度方向的断面收缩率，使钢制品受各种复杂应力作用而破坏。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具有高硫容量，又具有良好地熔化、流动和吸收夹杂物性能。可以在保持良好脱硫和夹杂物控制效果的同时降低用渣量以节约成本的管线钢炉外精炼用高碱度合成渣。 

本发明的技术方案是：一种管线钢炉外精炼用高碱度合成渣，采用高碱度的合成渣，以CaO、Al₂O₃、MgO、SiO₂、CaF₂为基本成分，控制合成渣初始硫含量、碱度范围、FeO+MnO含量；其具体的化学成分重量百分比如下： 

CaO 45~60%，Al₂O₃ 15~30%，MgO：6~10%，SiO₂ <5%，CaF₂ 5~10%，MnO+FeO<0.6%，渣中初始硫含量0.05~0.15%，碱度8~15。

本发明化学成分的各组分均属常规精炼渣的一般组分。但在本发明中，部分组分的含量范围与传统精炼渣有很大不同。其中碱度R控制在8~15，大于一般管线钢精炼渣5~8的范围，具有更好的脱硫热力学条件。合成渣中5~10%的CaF₂起助熔作用，消除了高碱度带来的渣熔化和流动性变差的影响，同时也增强了合成渣的脱硫能力。控制合成渣中MnO+FeO<0.6%。一般用FeO+MnO的含量来衡量炉渣的氧化性，渣中FeO+MnO的含量对精炼脱硫过程的渣钢间硫的分配比有重要影响。炉渣中(FeO+MnO)含量减少，会促使与之平衡的钢水氧活度降低，从而有利于脱硫反应的进行。 

本发明合成渣的生产方法与常规的炉外精炼用合成渣的生产方法相似。 

本发明和现有技术相比所具有的有益效果在于：