炼钢脱氧-渣洗-炉外精炼用高效一体化渣及使用方法 【技术领域】
本发明属转炉炼钢生产特殊成分渣，尤其涉及炼钢用脱氧、渣洗和炉外精炼的渣料。
背景技术
铝镇静钢和硅-铝镇静钢用途十分广泛，各种用途的钢对性能要求也十分严格，或要求高强度和韧性良好的综合性能，或要求适当强度、良好的塑性和低夹物含量，或要求低含硫量等。在保证产品性能的前提下，严格控制夹杂物含量、尺寸、类型和分布尤为重要。因此，对于铝镇静钢和硅-铝镇静钢夹杂物控制工艺提出了更高的要求，对冶炼、精炼工艺也提出了优化和重新设置要求。特别是对高性能的板材、低碳易拉丝、冷镦钢、优质中高碳硬线和深加工优质硬线等，都需要采用冶炼、精炼工艺的优化和重新设置来保证。精炼工序的任务部分前置，冶炼工艺的脱氧合金化承担部分精炼工序任务，在出钢过程的脱氧合金化工序完成脱氧、渣洗和提前造好精炼渣。
但是，现有技术中，采用改性渣、精炼渣和其他渣洗料，为保证熔点≤1420℃，均采用高含量的Al2O3和SiO2，一般Al2O3≥35％和SiO2≥7-8％。
高Al2O3含量带来了渣的Al2O3吸附能力弱，最终造成产品的夹杂含量高，夹杂颗粒大，影响了钢的性能，限制了产品的应用范围；高Al2O3含量还会造成钢液连铸过程中蓄流，这就是现有技术渣系存在的生产铝镇静钢和硅-铝镇静钢难以克服的夹杂和蓄流问题。
高SiO2含量会导致精炼造还原性渣、精炼过程中钢液回硅，从而无法保证Si≤0.03％的低硅钢种产品顺利生产，硅含量高，对于板材来说，无法满足涂镀要求，影响板材的涂镀性能、冷弯性能和深冲性能；对于低碳钢线材和冷镦钢线材来说，影响其拉拔性、冷镦性和焊接性。这就是现有技术渣系存在地低硅钢难以生产的主要问题和产品性能问题。
此外，目前的精炼和造渣工艺大部分是在LF炉进行，由于需要化渣时间及形成的液渣浮于钢液面，即使在有气体搅拌的情况下，渣钢接触仍不充分，影响脱硫的动力学条件，造成脱硫效率不高。在实际生产中经常遇到硫含量难以去除而影响生产和产品性能。
【发明内容】
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种炼钢脱氧、渣洗、炉外精炼用高效一体化渣，降低钢中夹杂含量、减小和控制夹杂尺寸，提高脱硫效率，减少或消除铝镇静钢、硅-铝镇静钢连铸过程中的蓄流，对于低硅钢可以控制或减少回硅。
本发明的另一个目的是提供一种上述高效一体化渣的使用方法。
本发明的炼钢脱氧-渣洗-炉外精炼用高效一体化渣为自熔性或部分自熔性渣，按重量百分比该渣系由以下组分组成：
CaO 35-75％
SiO2 ≤4％
P ≤0.04％
Al2O3 10-30％
MgO ≤6％
S ≤0.04％
本发明的高效一体化渣的成分设计是基于多元系相图原理，采用最新的多元系相图研究成果，设计合适的成分，保证精炼顶渣的高吸附性能，较低熔点和高硫容。采用低Al2O3含量成分，减少高Al2O3的含量带来的大颗粒不变形夹杂和夹杂含量高带来的危害。一体化渣的成分符合低熔点性(≤1410℃～1400℃)、具有部分脱氧和高脱氧产物的吸附性和保证精炼顶渣高硫容性，即高脱硫性；采用部分预熔或合理的设计成分，使渣具有自熔性或部分自熔性，使生成的脱氧产物被吸附后结合生成的脱氧产物，在钢液温度下呈液态，而在后续工序里，容易从钢液中排出。
本发明的炼钢脱氧-渣洗-炉外精炼用高效一体化渣的使用方法：
一、加入量 根据冶炼的精炼工艺，即钢种成分、产品品种确定组成配型、加入量：
a、低碳、超低碳钢种板材：根据钢种脱硫要求，8-12Kg/t钢；
b、普碳板材：根据钢种脱硫要求，6-16Kg/t钢；
c、高强度板材：根据钢种脱硫要求，6-15Kg/t钢；
d、低碳线材：根据钢种脱硫要求，5-18Kg/t钢；
e、冷镦线材：根据钢种脱硫要求，6-15Kg/t钢；
f、中碳、普碳线材：根据钢种脱硫要求，4-12Kg/t钢；
g、高碳线材：根据钢种脱硫要求，5-10Kg/t钢。
二、加入方法
a、出钢过程随钢流加入钢包；
b、出钢30秒时开始加入，分批加入或一次加入钢包；
c、出钢2/3～3/4时间内加完。
采用本发明高效一体化渣，在出钢脱氧合金工序过程中，完成脱氧、出钢过程渣洗和出钢过程提前造好精炼渣，从而保证在进入精炼炉之前液态或大部分液态渣的生成，生成的液态渣，既具有低熔性，又具有部分脱氧和高脱氧产物的吸附性，同时具有高脱硫性。使生成的脱氧产物被吸附后结合生成的脱氧产物，在钢液温度下呈液态，而在后续精炼过程，直到连铸工序之前的镇静时间里从钢液中排出，产品中的夹杂物为少量的、细小的二次脱氧产物和极少量的细小的其它冶炼工序夹杂物，钢液含S量低。这样既降低夹杂物含量，减小夹杂物尺寸，降低S含量，同时降低了精炼工艺的压力，减少了精炼工艺的化渣时间，减轻了精炼工艺的去除夹杂的负担。
与现有技术相比，其优点是：低熔点性，熔点(≤1410℃～1400℃)，利于液渣的成渣和高夹杂吸附能力、高脱硫渣提前生成；具有部分脱氧性和高脱氧产物的吸附性；低Al2O3含量，减少钢中大颗粒夹杂的危害；保证精炼顶渣高硫容性；具有自熔性或部分自熔性，降低精炼炉化渣的能源消耗，缩短了化渣时间，降低了生产成本，有利于工序衔接和生产组织；低的SiO2含量，完全控制或减少低硅钢种精炼过程的回硅。
【具体实施方式】
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。在以下实施例和对比例中用熔点(℃)表示渣的易熔性，熔点越低液渣越易成渣，高脱硫渣和渣洗渣生成越提前，夹杂吸附能力越强；低Al2O3含量表示渣吸附钢中Al2O3能力强，保证钢中低Al2O3夹杂含量，由于渣洗和渣的强吸附能力，从而减小夹杂物尺寸，渣中Al2O3含量越低，渣吸附Al2O3夹杂能力越强，夹杂物越少、越细小。
表中列出的本发明渣系具有强脱硫能力。
本渣系的低SiO2可减少精炼过程钢中回硅，SiO2含量越低，回硅越少。
实施例1、在常温常压下，分别按表1中指定的各组分(CaO65.95％、SiO2 2.49％、Al2O3 20.20％、MgO2.11％、Fe2O3 0.2％、P0.041％、S0.039％)加工而成，在表1中列出了测试结果。
实施例2，在常温常压下，分别按表1中指定的各组分(CaO65.95％、SiO2 2.79％、Al2O3 24.81％、MgO1.81％、Fe0.24％、P0.038％、S0.036％)重复实施例1的方法在表1中列出了测试结果。
实施例2，在常温常压下，分别按表1中指定的各组分(CaO70.70％、SiO2 2.49％、Al2O3 14.60％、MgO1.81％、Fe＜0.20％、P0.025％、S0.040％)重复实施例1的方法在表1中列出了测试结果。
对比例1、CaO48.28％、SiO2 4.58％、Al2O3 40.94％、MgO1.00％。
对比例1、CaO48.13％、SiO2 5.94％、Al2O3 39.89％、MgO1.23％。
对比例1、CaO47.02％、SiO2 4.53％、Al2O3 40.35％、MgO1.67％。
表2中列出了现有技术的渣系组分及熔点。
表1组分实际检测熔点CaO SiO2 Al2O3 MgO FeO P S 1 1400℃65.95 2.49 20.20 2.11 0.26 0.041 0.039 2 1397℃65.95 2.79 24.81 1.81 0.24 0.038 0.036 3 1397℃70.70 2.49 14.60 1.81 ＜0.20 0.025 0.040
表2 CaO SiO2 Al2O3 MgO 熔点对比例1 48.28 4.58 40.94 1.0 1400℃对比例2 48.13 5.94 39.89 1.23 1400℃对比例3 47.02 4.53 40.35 1.67 1400℃