專利名稱：一種生產高純凈鋼的高鈣高鋁無氟精煉渣及精煉方法
技術領域：
本發明屬于冶金領域，特別是涉及一種生產高純凈鋼的高鈣高鋁無氟精煉渣及精煉方法。
背景技術：
爐渣是鋼液二次精煉過程中的重要材料，冶金領域一直有“煉好鋼必先造好渣”的說法。煉鋼過程中，二次精煉爐渣的選擇直接影響鋼材的純凈度(T[o]、[s]等含量)與鋼中非金屬夾雜物的成分、尺寸與形態，從而直接影響鋼材最終的使用性能。目前，常規二次精煉渣主要成分為CaO、MgO、SiO2, Al2O3，同時大多含有CaF2作為爐渣助熔材料。按照化學成分，二次精煉爐渣一般主要有以下幾種(1)堿度(Ca0/Si02)在 3飛之間，Al2O3含量在2(Γ30%，該渣系主要用于生產Al脫氧超低氧鋼；但其缺點在于，不可避免地在鋼中會生成大量高熔點非金屬夾雜物，對鋼材性能極為有害。(2)堿度(Ca0/Si02) 在1. 5以下，Al2O3含量不高于15 20% ；該渣系屬于酸性渣，主要用于生產只能Si-Mn脫氧的鋼種(如簾線鋼、汽車發動機閥門彈簧鋼等)，以得到變形性能良好的夾雜物；其缺點在于難以實現鋼材的超純凈化，同時該精煉渣系基本無脫硫能力。綜上所述，開發一種適合于煉鋼二次精煉過程的、能夠同時實現鋼液高純凈度與鋼中非金屬夾雜物細小化、球狀化與低熔點化的精煉渣系很有必要。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種實現鋼液高純凈度的同時，實現鋼中非金屬夾雜物的細小化、球形化與低熔點化的生產高純凈鋼的高鈣高鋁無氟精煉渣及精煉方法。本發明的技術方案是首先通過冶金物理化學基本原理，對爐渣/鋼液/夾雜物之間的化學反應平衡進行了熱力學計算。通過計算反推得到鋼液純凈度控制與夾雜物控制目標所需的鋼液成分與爐渣成分，隨后進行試驗驗證、調整爐渣成分與精煉工藝，以得到最終準確的爐渣成分與相應的精煉工藝方法的準確參數。該高鈣高鋁無氟精煉渣的化學成分按質量百分含量為CaO :3(T50%、MgO 5 14. 9%, Al2O3:30^45%,SiO2 :5 10%，余量為FeO和MnO ；該高鈣高鋁無氟精煉渣進行煉鋼的精煉方法，首先，按照設計要求配比高鈣高鋁無氟精煉渣，將配置好的爐渣料與鋼液質量比控制在10-200kg/t，混合放入高純MgO陶瓷坩堝內；隨后將MgO陶瓷坩堝置于電阻爐的恒溫區內，升溫至1550-1600°C，通入高純Ar氣或者CO進行氣氛保護，保溫30-180min，將坩堝整體由電阻爐內取出，置于冰水中水淬冷卻。隨后將所得鋼樣、渣樣進行化學成分分析， 得到T
、[S]含量與爐渣成分信息；并隨后采用掃描電鏡對鋼中非金屬夾雜物進行大量分析，得到夾雜物尺寸、形貌、成分等特征信息。本發明的優點是與現有常用精煉渣系相比，所開發的高CaO高Al2O3精煉渣系能夠大幅度提高鋼液純凈度，同時得到細小微米級、球狀、較低熔點的非金屬夾雜物；有效避免了以往常規精煉渣系條件下，鋼中生產大尺寸、高熔點夾雜物的缺陷。所用精煉工藝也極為簡單，需控制的重要精煉參數是反應時間與爐渣氧化性，通過反應時間的控制能夠有效的控制鋼中非金屬夾雜物的低熔點化程度。精煉方法簡單易行，可控性強。
具體實施例方式下面結合具體實施例發明的技術方案做進一步說明。將配置好的爐渣料與鋼樣按照10-200kg/t的質量比放入高純MgO陶瓷坩堝內；隨后將MgO陶瓷坩堝置于電阻爐的恒溫區內，升溫到1550-1600°C (煉鋼溫度)內，通入高純 Ar氣或CO氣體進行氣氛保護，保溫(30min、60min、90min、180min)后，將坩堝整體由電阻爐內取出，置于冰水中水淬冷卻，得到所需爐渣試樣與鋼樣，并進行后續分析。所的爐渣試樣成分見下表1。表2為鋼液純凈度與非金屬夾雜物情況對比。表1實施所用兩種精煉渣系的主要成分(％ )
權利要求
1. 一種生產高純凈鋼的高鈣高鋁無氟精煉渣及精煉方法，其特征在于，該高鈣高鋁無氟精煉渣的化學成分按質量百分含量為=CaO :30 50%、MgO :5 14. 9%，Al2O3:30 45%、 SiO2 :5 10%，余量為FeO和MnO ；該高鈣高鋁無氟精煉渣進行煉鋼的精煉方法，首先，按照設計要求配比高鈣高鋁無氟精煉渣，將配置好的爐渣料與鋼液質量比控制在10-200kg/ t，混合放入高純MgO陶瓷坩堝內；隨后將MgO陶瓷坩堝置于電阻爐的恒溫區內，升溫至 1550-1600°C，通入高純Ar氣或者CO進行氣氛保護，保溫30-180min，將坩堝整體由電阻爐內取出，置于冰水中水淬冷卻。
全文摘要
本發明一種生產高純凈鋼的高鈣高鋁無氟精煉渣及精煉方法，高鈣高鋁無氟精煉渣的化學成分按質量百分含量為CaO30~50%、MgO5~14.9%，Al2O3:30~45%、SiO25~10%，余量為FeO和MnO；精煉方法，首先，按照設計要求配比高鈣高鋁無氟精煉渣，將配置好的爐渣料與鋼液質量比控制在10-200kg/t，混合放入高純MgO陶瓷坩堝內；將MgO陶瓷坩堝置于電阻爐的恒溫區內，升溫至1550-1600℃，通入高純Ar氣CO進行氣氛保護，保溫30-180min，將坩堝整體由電阻爐內取出，置于冰水中水淬冷卻。所用精煉工藝也極為簡單，需控制的重要精煉參數是反應時間與爐渣氧化性，通過反應時間的控制能夠有效的控制鋼中非金屬夾雜物的低熔點化程度。精煉方法簡單易行，可控性強。
文檔編號C21C7/076GK102344997SQ20111029214
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月2日 優先權日2011年10月2日
發明者姜敏, 王萬軍, 王新華, 王茂, 陳斌, 雷少龍 申請人:北京科技大學