[其他]炼钢用熔渣

说明书

本发明涉及炼钢，更准确地说涉及连续铸钢过程中的中间包和钢水包用的熔渣（Flux）。

在连续铸钢过程中，钢水从钢水包注入中间包，又从中间包转入连续的铸钢模中。连续铸钢的用户对提高钢的纯度不断提出更高的要求，而钢厂对钢中影响非金属夹杂物含量的因素予以更多的注意。

钢的脱氧通常是在钢水包中进行，而且脱氧的某些产物是以清除钢水包的熔渣的方法排出。但是，钢和已溶解合金的再氧化有可能在钢水包中，中间包中和连续铸模中发生，或者在各个转移的操作过程中发生，这样就会对钢中最终的纯度造成不利的影响。

所以，钢水包和中间包都需要有一种熔渣。一种理想的钢水包熔渣材料和一种理想的中间包熔渣材料应具有以下功能;

a）钢的热绝缘，以便防止钢水在钢水包中或中间包中过早地凝固和过多地结渣壳，

b）保护钢免受空气氧化，

c）吸收扩散到熔渣-金属界面的夹杂物。

如下面更具体论述的，这些功能对于连续铸造模中的模渣也是需要的，但是对于模渣还有其它更重要的特性要求是钢水包熔渣或者中间包熔渣所不需要的。在钢水包中和中间包中的熔渣对完成上述三方面的功能越好，则施加于其后的连续铸钢过程中的模渣的加入量就可以更少些，而且模渣所能完成的功能因此也更好。

钢水包熔渣和中间包熔渣的第一项功能（a）需要具有一个外部固态的细颗粒层，由于热传导通过一个完全的液层是相当快的，而其它两项功能（b）和（c）则要求有一个液体层与钢水相接触。对于第三项要求（c）所给予的注意很少，但对于钢水包和中间包的设计已经作了些改进，并在钢水包和中间包中增设了流量控制装置，夹杂物的分离程度可望得到提高，尤其当能够加入可吸收非金属反应产物的一种合适的熔渣组分时，其效果更好。

在钢水包中或在中间包中或者在二者中都施加熔渣材料已经逐渐成为典型的习惯做法。铝酸钙通常被用作钢水包的熔渣材料。稻壳（rice    hulls）通常被用作中间包的熔渣材料。稻壳，其中含有大约85%的二氧化硅，可以提供非常好的热绝缘性能，而且也是使用它的主要原因，但它对于防止氧化或吸收夹杂物不是非常有效。稻壳在铸钢温度下是固体的，所以该材料在某些程度上能够满足第二和第三项要求是由于其它氧化物（大概是由再氧化产生的铁和锰的氧化物）与二氧化硅构成的熔渣以形成一个液面层的结果，因而是有些不能令人满意的状况。

各种模渣也曾用作中间包熔渣。尽管这些材料通常在吸收杂质和防止氧化特性方面相当有效，但一般这些材料的热绝缘性不是很有效的，除非能保持一个细颗粒层。这些材料都是作为模渣的特殊功能要求而配制的，而作为一种可能的中间包熔渣是有其缺点的。在上述三方面的特性之外，模渣还需要渗入到模子中正在固化的钢和模壁之间。这种特性，作为模渣的一种最重要的特性，比上面所述的三项功能要求还重要得多，它有助于控制从正在固化中的钢到模壁的热传导率，并对正在固化的钢流经铸模时能起到一种润滑剂作用。为了提供钢的流动特性，在钢铸造温度下模渣的粘度一般是较低的，通常是由于添加流化剂（如氧化钠、氟化钠或氟化钙）产生的结果。也经常加入碳用以控制模渣的熔化速度。因此，模渣的液化温度一般是在1000℃至1150℃范围内。

低粘度和流化剂的存在都将对钢水包和中间包的环境条件是不利的，可是钢水包或中间包中的钢水存在涡流，所以当钢水经过连续铸钢模时，将容易产生大量的低粘度材料夹杂物，而且流化剂对一般用作中间包部件（如衬套，水口和液面下出口用的陶瓷筒）的耐火材料会造成浸蚀。此外，由于熔渣的组分构成复杂，将导致模渣价格很贵。

所以，稻壳和模渣都不能满足用作钢水包或中间包的要求，因为二者都不能具备既满足理想的功能要求又不产生附加的问题。同样地，铝酸钙由于它吸收氧化铝的能力有限和它具有将潮湿空气中的氢气转移到钢水中去的能力，因而它不宜于用作熔渣。这种效能是不希望有的，而且任何中间包或者钢水包的熔渣都不应增强对不希望有的元素的转移，诸如从潮湿空气中转移氢气，以及从熔渣本身的组分中转移到钢水中去。