[发明专利]多用途钢精炼剂

说明书

本发明涉及冶金学，更具体地说涉及多用途钢精炼剂。

本发明可以用于生产多用途转炉钢、平炉钢和电炉钢。

本发明可以最有效地用于精炼钢时通过从氧化物料还原合金元素进行加合金元素的过程，例如在盛钢桶中精炼多用途含锰钢。

所谓多用途钢，我们认为是其成分含有如下组分比例的钢，重量%：

C  0.05-0.5

Mn  0.25-2.0

Fe  余量

此外，多用途钢成分可含有（重量%）：

Si  最多0.60

Al  最多0.08

Cr  最多2.00

V  最多0.20

Ti  最多0.20

以及其它元素。

目前，世界上的冶金实践中，在盛钢桶中进行下列工艺操作：钢合金化，钢精炼脱硫、变质处理和除去非金属夹杂物，降低氧、氮和氢的气体含量。

通常按照钢的合金化和精炼进行顺序操作。首先通过加入各种不同的铁合金使钢合金化，然后采用不同方法，例如真空炼钢或者在惰性载气流中加入各种粉状物料进行精炼。

钢的合金化和精炼的每个操作都导致相当大的热损耗。因此为了弥补这种热损耗必须或者在炼钢设备中将金属过热并在较高温度下出钢，或者在专用装置上的盛钢桶中补充加热金属。

但是这两种方法对生产多用途钢都是不经济的。因为第一，由于在高温下氧的溶解度大，金属过热就导致其氧化程度增大。因此增加脱氧剂的消耗，钢被脱氧产物-非金属夹杂物污染，从而恶化钢的质量。

第二，在专用装置上采用补充加热，除了建造这些设备的额外花费之外，还导致处理时间增加，因而降低炼钢设备的生产率。

所有这些都导致提高钢的成本，这在多用途钢生产中终是不合算的。

已知一种液态金属精炼剂（EP，A₁，0192090），其成分含有下列比例的组分，重量%：

Si  40-80

Ti  10-20

Mg  1.5-3.0

Ca  0-0.5

Al  0-2

稀土元素  0-2

Fe  余量

但是已知的精炼剂不能保证实现有效的钢的精炼脱硫和去除非金属夹杂物，因为达不到对此必需的条件-在液态金属中低含量的溶解氧。

这与在已知精炼剂成分中活性元素-脱氧剂的含量低有关，这些脱氧剂是铝、镁、钙、稀土，它们本身也是强脱硫剂和非金属夹杂物变性剂。由于这些物料与溶解在液态金属中的氧接触，它们能使金属很好脱氧，而对于脱硫和变性处理是不够的。

此外，在已知精炼剂成分中加入钛，由于氧化而形成高熔点氧化物，它漂浮在渣上，提高渣的粘度，导致降低渣对硫和非金属夹杂物的吸附能力，使它们留在金属中。由此降低金属质量。

使用已知精炼剂适于通过从含有合金元素的氧化物中还原这些元素的钢合金化过程，使用这种精炼剂导致不可能获得化学成分合乎标准的钢。在已知精炼剂成分中加入硅，虽然对氧有高的亲和性，但它是比铝、镁和钙更弱的脱氧剂。在这种情况下，酸性氧化硅是反应产物，这种酸性氧化硅由于增加渣的粘度并降低渣中合金元素的活性恶化了合金元素的脱氧过程。同时恶化脱硫条件，降低渣的硫化物数量和渣对非金属夹杂物的吸附能力。

所有这些都导致恶化成品钢的质量。已知一种金属精炼剂（SU，A，456032），它含有下列比例的组分，重量%：

Mn  48-60

Si  28-32

Al  6-12

Ca  0.4-3.0

Mg  0.3-2.0

C  0.06-0.3

P  0.04-0.35

S  0.01-0.02

Fe  余量

但是使用这种已知的钢精炼剂不能获得脱硫度和去除非金属夹杂物的高指标。

这可用精炼剂的质和量的成分来解释。第一，它含有数量不足的对氧具有高亲和力的元素，如钙、镁、铝和硅。

第二，在其成分中含有有害杂质-磷和硫。

第三，它含有大量锰，锰与硫形成易熔于液态金属中的低熔点硫化锰，从而无助于将硫排入渣中。

第四，碳作为杂质存在于已知精炼剂的成分中，因此在精炼金属时必须补充添加碳，而这引起以后成品钢的成分中含硫量增加，从而恶化成品钢的质量。