[发明专利]复合脱氧剂及其制备和使用方法

说明书

本发明公开了一种复合脱氧剂及其制备和使用方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明为改善铝脱氧钢种可浇性差、夹杂降级率高的问题，提供了一种铝质复合脱氧剂，其包括：金属铝：60～70％；7Al₂O₃·12CaO预熔渣：5～15％，碳酸钙：10～20％，Fe：10～20％，其余为微量杂质元素。本发明通过深入研究铝脱氧后钢中夹杂物的行为，提供了一种铝质复合脱氧剂，通过在转炉出钢过程加入该脱氧剂，能够有效降低钢中大型夹杂比例、对夹杂物改性，在不延长精炼时间的情况下降低夹杂物总量，改善目前此类钢种生产过程中存在的可浇性差，夹杂降级率高的问题。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种复合脱氧剂及其制备和使用方法。

背景技术

铝是目前钢铁生产过程中最常用的脱氧剂。铝和氧亲和力很强，脱氧效率高，成本比较低，且其脱氧产物易上浮而被去除掉，所以它常被用为终脱氧剂，可以获得很高的钢液洁净度。此外，用铝脱氧还可以比较经济地生产细晶粒钢。

铝脱氧的产物主要是固态的Al₂O₃，其主要涉及到三个方面：1)Al₂O₃粒子的形核；2)Al₂O₃形核粒子的聚集和长大；3)Al₂O₃夹杂物的分离和去除。Al₂O₃脱氧后钢中夹杂物的数量、形态和尺寸分布对钢液的洁净度、浇注过程中水口的堵塞及钢材质量等影响很大，如果脱氧不良，铸坯将会产生皮下气孔和表面缺陷；若脱氧过度，又会增大钢水粘性，流动性变差，生成的Al₂O₃高熔点夹杂物易在中间包水口内壁富集结瘤，堵塞水口，影响顺利浇铸。这一点在低碳、低硅铝脱氧钢上体现的特别突出，具体体现为可浇性差、洁净度差或两者结合。相关文献调研表明，国内大多厂家在生产此类钢种都面临共性问题。

当前工艺中，去除氧化铝夹杂的手段主要有三种：一是向钢包内吹氩，加强钢液搅拌，促进夹杂物上浮，但该种方法需要较多耗时，同时还需白渣操作，生产低硅钢种时有回硅的风险；二是向钢液中喂入钙的合金，对氧化铝夹杂进行改性处理。然而由于钙元素性质活泼，在炼钢温度下十分容易气化，造成钙处理过程中钙的收得率不高，仅有10％～20％；同时钙处理对钢中硫含量有较高要求(≤0.008％，甚至更低)；其次钙的加入量很难把控，加入过少，不能起到很好的改性作用，加入过多，不仅可以与钢液中的硫反应生成CaS夹杂堵塞水口，而且还与钢包壁的耐火材料发生反应，产生新的夹杂。很大几率增加了冶炼的成本且变性效果不理想。三是通过真空循环去除夹杂，其与第一条都是物理模式去除夹杂，夹杂去除效率也高于第一种方式，有效去除率达到40％左右，但面临在生产一般品质的低碳铝镇静钢时，采用真空模式成本与质量要求明显不匹配。

此外，CN202011354129.4公开了一种高洁净度微合金化高强钢的冶炼方法，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼工序。该专利的脱氧方式为：出钢过程选用硅锰、锰铁、电石、碳化硅、增碳剂中的一种或多种进行脱氧合金化，其主要侧重精炼工艺控制，采用的脱氧剂为常规的脱氧剂组合加入，同时组合加入操作不方便。

CN201910134558.1公开了一种生产低碳低硅钢种的方法，其包括：1、转炉终点控制；2、脱氧合金化；3、转炉挡渣操作；4、氩站操作；5、LF炉控制；6、连铸操作。该专利能够优化低碳低硅铝镇静钢脱氧工艺，进一步提高脱氧效果，达到减少钢中高熔点夹杂物，杜绝连铸中间包水口结瘤难题，解决因脱氧不充分造成的连铸坯出现气泡的质量难题；然而该方法采取了钙处理及造还原渣工艺，成本偏高且生产耗时长。