用于转炉炼钢的发热直上渣洗料及其制备方法和使用方法.pdf

本发明涉及用于转炉炼钢的渣洗料及其制备方法和使用方法。用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：CaO 20％～50％、Al2O315～45％、金属铝2～15％、脱硫剂3～8％、润滑剂3～8％、发热剂1～8％、SiO2≤10％、S≤0.5％。本发明另外还公开了上述渣洗料的制备方法和使用方法。本发明具有缩短精炼时间，降低精炼成本；熔融后粘度小，起到保护包衬的作用；脱氧脱硫反应快；去除夹杂物，增加钢水流动性的特点。

1.  用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO    20％～50％     Al₂O₃    15～45％    金属铝   2～15％
脱硫剂 3～8％         润滑剂   3～8％      发热剂   1～8％
SiO₂   ≤10％         S≤0.5％。

2.  根据权利要求1所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO    35％～50％     Al₂O₃   25～45％    金属铝   5～15％
脱硫剂 3～5％         润滑剂  6～8％      发热剂   3～5％
SiO₂   ≤8％          S≤0.4％。

3.  根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于：所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料的煅烧产物。

4.  根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于：所述的脱硫剂选用金属镁。

5.  根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于：所述的润滑剂选用萤石。

6.  根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，其特征在于：所述的发热剂选用蜡石或炭。

7.  根据权利要求1所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的制备方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：
①铝酸钙主渣系的制备，将石灰石和矾土料粉碎，进窑高温煅烧，温度为1200～1800℃，保温12～36小时，然后冷却出窑，破碎；
②将上述指标得到的铝酸钙主渣系与配方量的金属铝、脱硫剂、润滑剂和发热剂混合，即得所述的发热直上渣洗料。

8.  根据权利要求7所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的制备方法，其特征在于：石灰石和矾土料高温煅烧温度为1600℃，煅烧时间为24小时。

9.  根据权利要求1或2所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的使用方法，其特征在于：在出钢的过程中，直接将所述的发热直上渣洗料加入钢包底部，边出钢，边吹氩搅拌，时间为4—6分钟，即可直接上连铸进行浇坯成材。

10.  根据权利要求9所述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的使用方法，其特征在于：所述的发热直上渣洗料加入量为每吨加入4～6kg。

用于转炉炼钢的发热直上渣洗料及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及用于转炉炼钢的渣洗料及其制备方法和使用方法。
背景技术
传统的炼钢技术是将转炉冶炼的品种钢冶炼完毕后，再转入精炼炉进行第二次精炼。其精炼目的是为了去除钢水中的夹杂物。其二次精炼的费用包括：人力、电耗、材料的消耗及精炼的时间损耗。
发明内容
为了解决增加二次精炼存在技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，采用上述的技术可以不需要二次精炼，缩短精炼时间，降低精炼成本。本发明的另外一个目的是提供上述的渣洗料的制备方法。本发明的第三个目的是提供上述的渣洗料的使用方法。
为了实现上述的第一个技术目的，本发明采用了以下的技术方案：
用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO  　 20％～50％　Al₂O₃　15～45％　金属铝　2～15％
脱硫剂　3～8％　　　润滑剂　　　　3～8％　　发热剂　1～8％
SiO₂≤10％　　　S≤0.5％。
作为优选，按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO　　　35％～50％　　Al₂O₃　25～45％　金属铝　5～15％
脱硫剂　 3～5％润滑剂　6～8％　　　　　　　　　发热剂　3～5％
SiO₂≤8％　　　　　S≤0.4％。
作为优选，所述的铝酸钙主渣系为石灰石和矾土料的煅烧产物。作为优选，所述的脱硫剂选用金属镁。作为优选，所述的润滑剂选用萤石。作为优选，所述的发热剂选用蜡石或炭。
为了实现上述的第二个技术目的，本发明用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的制备方法，该方法包括以下的步骤：
①铝酸钙主渣系的制备，将石灰石和矾土料粉碎，进窑高温煅烧，温度为1200～1800℃，保温12～36小时，然后冷却出窑，破碎；
②将上述指标得到的铝酸钙主渣系与配方量的金属铝、脱硫剂、润滑剂和发热剂混合，即得所述的发热直上渣洗料。
作为优选，所述的石灰石和矾土料高温煅烧温度为1600℃，煅烧时间为24小时。作为优选，所述的石灰石和矾土料粉碎的粒度为120目～150目。
为了实现上述的第三个技术目的，本发明用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的使用方法，该方法如下：在出钢的过程中，直接将所述的发热直上渣洗料加入钢包底部，边出钢，边吹氩搅拌，时间为4—6分钟，即可直接上连铸进行浇坯成材。作为优选，所述的发热直上渣洗料加入量为每吨加入4～6kg。
本发明由于采用了上述的技术方案，具有以下的特点：
1、缩短精炼时间，降低精炼成本。本产品成渣速度快，可满足生产节奏和直上连铸的需要。
2、熔融后粘度小，熔渣随钢包渣自然滑下，使渣中的Al₂O₃成分和其它渣份同时烧结，起到保护包衬的作用。
3、脱氧脱硫反应快，在钢包中有良好的流动性，放取钢水的同时达到钢水与渣之间分离的目的。
①脱氧：本发明对钢水流入钢的钢渣进行脱氧改质，降低渣中的FeO、MgO含量，降低钢渣氧化性，根据钢种的要求及加入发热—直上渣洗料的剂量不同，可使渣中(FeO+MgO)≤1～2％，同时由于金属铝的还原性对钢液中的(O₂)也进行脱氧，并改善了氧在钢渣间的化学平衡。
②脱硫：铝酸钙渣有较高的硫含量，在钢水出钢温度下，该产品的强还原性及充足的CaO量，满足脱硫反应的热力学条件。该产品能使多组元渣的熔点降低，也满足了脱硫反应的热力学条件，因此具有较强的脱硫能力。
4、去除夹杂物，增加钢水流动性：以铝酸钙为主的渣系，由于在高温下的粘度及表面张力，容易吸附钢中的氧化物，随着底部氩气的搅拌，钢中的夹杂物被吸附并上浮，随出钢温度的烧结情况下，形成块状或球状均匀浮于钢水表面，减少连铸过程中的热量损失。本产品由于加入了预熔性的Al2O3，增加了渣的流动性.使用时，本产品无大的火焰和烟产生，安全性及环保性显著。
综上所述，本发明的渣洗料是具有一定物理和化学性的冶金材料，如合适的熔化温度、熔化速度、流动性、表面张力、硫含量等，同时是经过预熔的，颗粒状的或粉剂。可以降低钢中的杂质及有害元素含量，同时对环境和人类不造成侵害，因此可以综合提高钢的质量，改善钢的性能，提高钢的成材率。
具体实施方式
实施例1
用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO　　　40％　　Al₂O₃　32.6％　金属铝10％
金属镁 　3.6％　萤石　　　　　　5.4％　石蜡3.8％
SiO₂≤5％　　S≤0.4％，上述的渣洗料总重量为100％，余量为不可避免的杂质。
上述的用于转炉炼钢的发热直上渣洗料的制备方法，包括以下的步骤：
①铝酸钙主渣系的制备，将石灰石和矾土料粉碎，石灰石和矾土料粉碎的粒度为120目～150目。进窑高温煅烧，温度为1600℃，保温24小时，然后冷却出窑，破碎；
②将上述指标得到的铝酸钙主渣系与配方量的脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂混合，即得所述的发热直上渣洗料。
经检测，上述的渣洗料熔点≤1350℃，比重(1500℃)≤0.028kg/cm³，熔化速度≤50S，粘度(1500℃)≤1Pa.S。
上述渣洗料1600℃的出钢温度中，它能迅速分解，并在吹氩搅拌中形成小粒状分子。其在钢液中的吸附力非常强，因此能与其它非金属夹杂物形成块状和球状浮于钢液表层，随后形成钢渣，使转炉渣变为了精炼渣。从而起到了净化钢水的作用。
上述的渣洗料使用方法如下：在出钢的过程中，直接将适量产品加入钢包底部。边出钢，边吹氩搅拌，时间为4—6分钟，即可直接上连铸进行浇坯成材，无须再转入精炼炉中精炼。其各项指标均能达到精炼效果。从而大大降低了精炼过程中的各项损耗。
实施例2
用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO　　 42％　  Al₂O₃　28％　金属铝　10％
金属镁　4.2％   萤石          3.6％ 石蜡    5.2％
SiO₂≤8％   S≤0.4％，上述的渣洗料总重量为100％，余量为不可避免的杂质。
上述的实施例的制备方法和使用方法如实施例1所述。
实施例3
用于转炉炼钢的发热直上渣洗料，该渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：
CaO     30％  Al₂O₃  42％   金属铝  4％
金属镁  6.2％ 萤石          4.2％   石蜡   2.4％
SiO₂≤5％S≤0.4％，上述的渣洗料总重量为100％，余量为不可避免的杂质。
上述的实施例的制备方法和使用方法如实施例1所述。
试验例
1、渣洗工艺后钢包渣分析。
(1)直上钢水渣洗工艺后钢包渣分析
表1

从现场观察，钢包渣流动性好，经过约八分钟的弱吹氦渣子不结壳，说明钢包渣熔点适宜。渣中(MnO+TFe)最大为1.9％最小为0.4％，平均1.2％，说明渣洗料脱氧能力强。经渣洗工艺后形成了低熔点、低氧化性的钢包渣为吸附钢水中的脱氧产物创造了比较好的条件。
(2)精炼钢水经渣洗工艺后进站渣样
表2

进站MnO+TFe含量最大3.54％，最小1.11％，平均2.02％。进站碱度最大3.9，最小1.9，2.7。说明精炼渣洗料脱氧能力强，渣子改性好，在出钢过程中加入该渣洗料后就可以形成低氧化性基础渣，为后续LF炉精炼创造了较好的条件。
(3)精炼钢水经渣洗工艺出站渣样
表3

出站渣料中MnO+TFe含量最大0.47％，最小0.04％，平均为0.34％。出站渣料中碱度最大4.6，最小3.5，平均4.0。现场观察钢包渣料流动性好。由表3可知，渣中MnO+TFe含量低，碱度较高，具备较好的还原精炼能力。
3、渣洗工艺对钢水温度影响精炼钢水不存在温度影响，
这里探讨的是直上钢水。由于直上钢水没有热量补充，加入后的渣洗料势必会对钢水温度带来不利影响。因此渣洗料中要配以一定量的发热材料以平衡热量。未经渣洗工艺出钢温降情况
表4

说明：折算温度＝终点温度+补吹时间*1℃
喂丝后出钢温降＝折算温度-喂丝后小平台温度
经渣洗工艺出钢温降情况
表5

由表4和表5可知，加渣洗料的平均温降为94.4℃，未加渣洗料的平均温降为93.0℃。可见，加渣洗料对温降影响极小，可忽略不计。
4、直上45#钢渣洗后钢液中氧活度数据
表6