[发明专利]用于合成钢包渣、处理钢包渣及涂覆耐火包衬的组合物和方法

说明书

本发明涉及在初级炼钢容器外，如在钢包中精炼钢。本发明特别是：

A）一种用于在钢液面上合成一种钢包渣的方法和组合物，该渣（ⅰ）减轻已有的来自初级炼钢容器的初炼渣的有害作用：（ⅱ）由于气体逸出和形成泡沫，其毛体积密度低;（ⅲ）适用于对钢精炼;（ⅳ）不侵蚀耐火包衬及（ⅴ）在电弧重加热期间保障稳定的等离子流;和

B）一种用于处理来自初级炼钢容器进入该钢包的初炼渣的方法和组合物;及

C）用于涂覆耐火包衬，尤其是渣线处的方法和组合物。

炼钢多半是一种包含多个步骤的间断的生产方法。在高炉中连续生产热熔融金属（含杂质的铁-碳合金）而产生铁，铁水分批地，必要时与一些废钢一起输入初炼转炉，如碱性氧气转炉，然后通过吹氧去碳去磷将其转变成钢（初炼钢）。不然也可将废钢在初炼电弧炉中通过吹氧去除碳和磷而进行熔炼。在上述两种初炼操作中，钢通常在有初炼渣存在时形成，该渣主要由包括钙、硅、铁、锰、磷、铬和铝的氧化物组成。在浇铸前初炼渣就钢的可接受的氧含量方面而言是“氧化性的”，因此，它对于进一步的钢的精炼工序而言是不适宜的。过去，在初炼炼钢容器中将初炼渣改性，然后进行二次精炼步骤以调整钢和初炼渣的成份和温度。而近来，这种精炼步骤在初炼炼钢容器外，通常在用来将钢水运至扒渣或浇铸处的转运钢包中进行。

如在本文中所用的钢包这个词，描述了一种通常有可消耗的耐火衬的容器，它用于将金属液，特别是钢液，从一处转运往另一处，如从初炼炼钢炉运到连铸机。

近几年来，在钢包中精炼已成为普通的实践，并且现在经常与电弧在该包中的重加热结合来保持和控制温度。钢包渣（二次钢包渣）是钢包精炼的重要方面，因为它的化学和物理性质影响着生产的经济性及成本钢的质量。在大部分钢包精炼实践中，钢水基本上不带初炼渣地从初炼炼钢容器中出到钢包中。另外，初炼渣可在将钢出到包中之后，用扒渣或类似的已知方法基本上被排除。然后往包中的基本上无渣的钢中加渣料以合成一种有所需性能的新渣，即通常所指的合成钢包渣或二次钢包渣。其它的消除初炼渣的途径是将初炼渣随钢一起出，然后再处理此初炼渣，以使之适于二次精炼。

二次钢包渣应具备下列功能的各种组合和适用于特定用途的特性：

1.在钢的表面上具有连续的熔融氧化物相;

2.捕捉和留住存在钢中的内含的非金属物质;

3.对钢是非氧化性的或还原性的;

4.控制钢的硫含量;

5.不侵蚀钢包的耐火衬;

6.在包中电弧重加热时有助于电弧稳定;

7.防止钢与大气接触;及

8.具有绝热性。

单独的二次钢包渣的组份在精炼钢的温度下不会熔化。然而通过保证这些组份有合适的比例，合适的粒度范围并良好地混合，就可能在精炼钢的温度下，以一种将这些组份彼此互溶的方法形成熔渣。为加速此互溶过程，钢包渣料应很好地在一起混合，并应经精选以将各组份的颗粒被制得小得足以促进快速溶解并大到足以保证添加料均匀地分布于盖在熔体表面上的该钢包渣中。常规实践更倾向采用约0.50-约1.50吋范围内的粒度，虽然出于特定的目的也偶然地采用小的粒度。尽管在本技术领域中是已知的，但就合适的粒度而言尚有分歧意见。此类组份在将其加至钢包前充分混合的必要性尚未得到广泛的承认。

在实践中，不使用助熔剂，如氟化钙，而使钢包渣料溶解而形成连续的熔融氧化物相是很难达到的。诸如氟化钙之类的助熔剂的缺点是它们可以溶解包的耐火衬。

也可以在包中用电弧加热来加速渣料的溶解。强力的来自电弧的热可使渣料各组份熔化，并更快地溶解。然而，渣的过热也可能增加耐火包衬材料的溶解率。采用电弧加热的另一问题是：电弧的不稳定性可增加耐火包衬的损耗，这种不稳定性使得热气和渣被推向包的耐火衬。