專利名稱：：鋼水爐外精煉劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋼水爐外處理，尤其涉及鋼水爐外精煉用脫硫、脫磷、改變夾雜物形態(tài)、提高鋼的純凈度的添加劑。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)鋼材的品種和質(zhì)量提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求；作為提高鋼水質(zhì)量的有效措施之一的鋼水爐外精煉技術(shù)得到了迅速發(fā)展，成為鋼鐵生產(chǎn)流程中的重要的組成部分。目前國(guó)內(nèi)爐外精煉生產(chǎn)時(shí)主要采用鋁酸鈣系精煉渣，如中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開的鋼水凈化劑(申請(qǐng)?zhí)?2146152.X)化學(xué)成分(Wt%)為CaO4575，Al2031030，金屬Al、Ca、Si、Ba中任一種或者兩種以上之和為518，Si02《8、P《0.05、S《0.1。而在實(shí)際生產(chǎn)中由于鋼水過(guò)氧化、擋渣處理不夠理想等因素的影響，大大降低了該渣系在實(shí)際生產(chǎn)操作中的應(yīng)用。因此研究出一種新型的適合實(shí)際生產(chǎn)操作的產(chǎn)品來(lái)代替該渣系，提高鋼水爐外精煉的效果顯得格外重要。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種鋼水爐外精煉劑，能夠在鋼水過(guò)氧化、擋渣不夠理想等情況下，對(duì)鋼水進(jìn)行脫硫、脫磷、有效改變夾雜物形態(tài)，進(jìn)而提高鋼水純凈度；還提供該精煉劑的生產(chǎn)方法。鋼水爐外精煉劑，按重量百分比(wt%)由下列組分組成CaO818，A12033045，Sr01050，CaF2510，MA114，金屬M(fèi)g02，C26，粘接劑27，其余為雜質(zhì)；其平均脫硫率11560-80%，平均脫磷率np9-20X;鋼中Al203夾雜90-120卯m，Ca0夾雜1.0-1.7卯m。鋼水爐外精煉劑組分含量?jī)?yōu)化，按重量百分比(wt%)由下列組分組成CaO812，A12033038，SrO3050，CaF258，MA112，金屬M(fèi)g01，C24，粘接劑27，其余為雜質(zhì)；其平均脫硫率ns7080%，平均脫磷率nP1520%;鋼中八1203夾雜90110卯m，CaO夾雜1.01.5ppm。鋼水爐外精煉劑組分含量進(jìn)一步優(yōu)化，按重量百分比(wt%)由下列組分組成CaO1218，A12033845，SrO1030，CaF2810，MA134，金屬M(fèi)g12，C46，粘接劑27，其余為雜質(zhì)；其平均脫硫率1156575%，平均脫磷率nP915%;鋼中A1203夾雜110120ppm，CaO夾雜1.01.7ppm。上述成分中可以通過(guò)調(diào)整渣中CaO、A1203的組成比例來(lái)改變nCaOmAl203夾雜的形態(tài)。SrO和CaO是基本成分，AlA用于調(diào)整鋼水爐外精煉劑的熔點(diǎn)和粘度，以滿足鋼水精煉過(guò)程中對(duì)精煉劑的流動(dòng)性的要求。MM可以對(duì)鋼水進(jìn)行深脫氧，鋼水中的氧位降低后有利于鋼水脫硫，提高脫硫率。金屬M(fèi)g少量配加可以提高鋼水流動(dòng)性，為脫硫、脫磷以及去除夾雜提供必要的動(dòng)力學(xué)條件+[C]=SrS(s)+CO(g)AG°=76460-73.12TJ/mol..............CaO(s)+[S]+[C]CaS(s)+C0(g)AG°=90210-71.66TJ/mol碳較低、鋁較高時(shí)3Sr0(s)+3[S]+2[Al]AG°=-51470-96.52TJ/mol3SrS(s)+Al203(s)3Ca0(s)+3[S]+2[Al]3CaS(s)+Al203(s)(1)(2)(3)(4)AG°=-10220-92.14TJ/mol.................sr。與[XS]ca。的關(guān)系無(wú)論是[C]參與脫硫反應(yīng)還是[Al]參與脫硫反應(yīng)，也即根據(jù)式(1)與式(2)或者與式(4)推導(dǎo)結(jié)果完全一致。718網(wǎng)&0=[%S]Ca0exp(_0.076-7)............(5)式中AG。反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變化值e鄧數(shù)學(xué)符號(hào)。E鄧(f(x))表示ef(x)[%S]Srt:Sr0脫硫反應(yīng)平衡時(shí)，鋼中硫的重量百分含量。[%S]Ca。Ca0脫硫反應(yīng)平衡時(shí)，鋼中硫的重量百分含量。T:絕對(duì)溫度從上式可知，SrO脫硫反應(yīng)不僅反應(yīng)自由能負(fù)值的絕對(duì)值比CaO的大，即SrO脫硫能力比CaO強(qiáng)，并且在爐外精煉溫度下，SrO脫硫平衡的[%S]Srt，僅僅是0.330.36[%S]CaOSrO脫硫的[%0]含量的臨界值比CaO的高眾所周知，只有降低[%0]含量，才能有利脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。有關(guān)資料表明，在同一精煉溫度下，SrS-SrO平衡的a。/as比值比CaS-CaO的高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。在同樣的鋼水硫含量的情況下與CaO相比，SrO脫硫的[%0]含量的臨界值比CaO的高，SrO可在鋼水含氧量較高時(shí)就能脫硫。比如，當(dāng)精煉溫度158(TC，鋼液[S]=0.010%，=0.001%時(shí)，即[%0]/[%S]=0.l，從圖3可知，此值低于SrS-SrO平衡值，而高于CaS-CaO平衡值。因此SrO能脫硫，而CaO不能脫硫。[OO34]SrO脫磷能力比CaO強(qiáng)隨(SrO)增加，&A下降，平衡的[P]相應(yīng)降低。根據(jù)有關(guān)研究，隨(SrO)含量的增加，爐渣^05不斷減小。為了進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算的簡(jiǎn)便，脫磷反應(yīng)可寫成2[P]+5=(P^)，則平衡的P=《X(K，n，5,。因此當(dāng)y減小，鋼中[P]相應(yīng)降低。隨(SrO)增加，磷容量增大，磷分配系數(shù)提高。爐渣磷容量Cp與&A關(guān)系是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>Cp=y，磷分配系數(shù)Lp與磷容量關(guān)系是1^—CPX^xa[。]x/°所以隨(SrO)含量的增加，^A減小，則磷容量Cp與磷分配系數(shù)Lp相應(yīng)提高，脫磷能力不斷提高。鋼水爐外精煉劑的生產(chǎn)方法，按以下步驟進(jìn)行1、選料在常溫常壓下將混入的雜物挑選干凈；2、磨粉將各種原料磨粉，粒度-100目以下；3、配料將各種原料按規(guī)定的含量進(jìn)行配料，加入攪拌機(jī)中；4、混勻攪拌時(shí)間不少于10分鐘，充分混勻；5、制?；靹蛭锪霞尤朐炝C(jī)中，加入27%的粘結(jié)劑，料球?yàn)楸鈾E圓形，長(zhǎng)徑X短徑X厚度為40X20X10mm;6、焙燒料球加入焙燒爐，在600650°C溫度下焙燒30分鐘以上，將產(chǎn)品中的內(nèi)在水蒸發(fā)掉，并且保證產(chǎn)品各項(xiàng)組分在規(guī)定范圍內(nèi)；7、冷卻進(jìn)行自然冷卻，至室溫；8、稱量包裝兩層包裝，防潮處理，每袋1215kg。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、脫硫、脫磷效果顯著，能夠很好的去除鋼水中夾雜物。2、配加少量金屬M(fèi)g、MA1及C等元素能強(qiáng)化產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)的性能。3、設(shè)備簡(jiǎn)單，，流程簡(jiǎn)約，生產(chǎn)方便，可大批量生產(chǎn)。圖1是脫硫反應(yīng)AG°與溫度關(guān)系。圖2是SrO與CaO脫硫反應(yīng)平衡硫含量比值與溫度的關(guān)系。圖3是不同堿土金屬的硫化物一氧化物平衡時(shí)[%0]/[%S]與溫度的關(guān)系。具體實(shí)施例方式研究數(shù)據(jù)表明，SrO脫硫、脫磷性能優(yōu)于CaO。由圖l可以看出，隨著溫度升高，AG。絕對(duì)值增大。由圖2可以看出，隨著溫度升高，[%S]Srt與[%S]Ca。的比值增大。由圖3可以看出，隨著堿土金屬原子量的增加，a。/as的比值數(shù)量級(jí)增大，并且隨溫度升高而增大。下面用實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，用平均脫硫率ns、平均脫磷率np及夾雜物含量來(lái)表示脫硫、脫磷及去夾雜物能力。實(shí)施例1按照規(guī)定的物質(zhì)組成比例進(jìn)行選料_磨料_配料_混勻_制粒_焙燒_冷卻制成粒度(40X20X10mm)料球。在出鋼過(guò)程隨鋼流加入精煉劑68kg。精煉后取鋼樣分析。用平均脫硫率(ns)表示其脫硫效率，這數(shù)值越高，脫硫能力越強(qiáng)，用平均脫磷率(nP)表示其脫磷效率能力，該數(shù)值越高，脫磷能力越強(qiáng)，用ppm表示CaO、A1203的夾雜物含量，該數(shù)值越低，去夾雜能力越好。其組分含量配比(wt%)列于表l中，其ns、np及夾雜物含量列于表2中。實(shí)施例2同實(shí)施例1方法進(jìn)行試驗(yàn)，其組分含3雜物含量列于表2中。實(shí)施例3同實(shí)施例1方法進(jìn)行試驗(yàn)，其組分含3雜物含量列于表2中。實(shí)施例4同實(shí)施例1方法進(jìn)行試驗(yàn)，其組分含3雜物含量列于表2中。實(shí)施例5同實(shí)施例1方法進(jìn)行試驗(yàn)，其組分含3雜物含量列于表2中。表1鋼水爐外精煉劑成分一覽表t配比(wt%)列于表l中，其ns、np及夾t配比(wt%)列于表l中，其ns、np及夾t配比(wt%)列于表l中，其ns、np及夾t配比(wt%)列于表l中，其ns、np及夾<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2鋼水爐外精煉劑冶金效果一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對(duì)比例其組分含量配比(Wt%)列于表1中，其ns、np及夾雜物含量(卯m)列于表2中。從表2可以看出本精煉劑優(yōu)于對(duì)比例。權(quán)利要求鋼水爐外精煉劑，其特征在于按重量百分比(wt％)由下列組分組成CaO8～18，Al2O330～45，SrO10～50，CaF25～10，MA11～4，金屬M(fèi)g0～2，C2～6，粘接劑2～7，其余為雜質(zhì)；其平均脫硫率ηS60-80％，平均脫磷率ηP9-20％；鋼中Al2O3夾雜90-120ppm，CaO夾雜1.0-1.7ppm。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述鋼水爐外精煉劑，其特征在于各組分按重量百分比(wt%)由下列組分組成CaO812，A12033038，SrO3050，CaF258，MA112，金屬M(fèi)g01，C24，粘接劑27，其余為雜質(zhì)；其平均脫硫率nJ080^，平均脫磷率nP1520%;鋼中A1203夾雜90110卯m，CaO夾雜1.01.5卯m。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述鋼水爐外精煉劑，其特征在于各組分按重量百分比(wt%)由下列組分組成CaO1218，A12033845，SrO1030，CaF2810，MA134，金屬M(fèi)g12，C46，粘接劑27，其余為雜質(zhì)；其平均脫硫率ns6575%，平均脫磷率nP915%;鋼中A1203夾雜110120ppm，CaO夾雜1.01.7卯m。4.生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的鋼水爐外精煉劑的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1)選料在常溫常壓下將混入的雜物挑選干凈；2)磨粉將各種原料磨粉，粒度-100目以下；3)配料將各種原料按規(guī)定的含量進(jìn)行配料，加入攪拌機(jī)中；4)混勻攪拌時(shí)間不少于10分鐘，充分混勻；5)制?；靹蛭锪霞尤朐炝C(jī)中，加入27%的粘結(jié)劑，料球?yàn)楸鈾E圓形，長(zhǎng)徑X短徑X厚度為40X20X10mm;6)焙燒料球加入焙燒爐，在60065(TC溫度下焙燒30分鐘以上，將產(chǎn)品中的內(nèi)在水蒸發(fā)掉，并且保證產(chǎn)品各項(xiàng)組分在規(guī)定范圍內(nèi)；7)冷卻進(jìn)行自然冷卻，至室溫；8)稱量包裝兩層包裝，防潮處理，每袋1215kg。全文摘要鋼水爐外精煉劑屬于鋼水爐外處理，尤其涉及鋼水爐外精煉用脫硫、脫磷、改變夾雜物形態(tài)、提高鋼的純凈度的添加劑及生產(chǎn)方法。該精煉劑按重量百分比(wt％)由下列組分組成CaO8～18，Al2O330～45，SrO10～50，CaF25～10，MAl1～4，金屬M(fèi)g0～2，C2～6，粘接劑2～7，其余為雜質(zhì)；其平均脫硫率ηS60-80％，平均脫磷率ηP9-20％；鋼中Al2O3夾雜90-120ppm，CaO夾雜1.0-1.7ppm；生產(chǎn)該精煉劑的方法按選料-磨粉-配料-混勻-制粒-焙燒-冷卻-稱量包裝步驟進(jìn)行，制成粒狀料球。其優(yōu)點(diǎn)是配加SrO脫硫、脫磷效果顯著，能夠很好的去除鋼水中夾雜物；配加少量金屬M(fèi)g、MAl、C等，能強(qiáng)化產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)的性能；設(shè)備簡(jiǎn)單、流程簡(jiǎn)約，生產(chǎn)方便，可以大批量生產(chǎn)。文檔編號(hào)C21C7/076GK101701280SQ200910184899公開日2010年5月5日申請(qǐng)日期2009年10月16日優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日發(fā)明者夏晶晶,徐廣治,黃志勇申請(qǐng)人:馬鞍山中冶鋼鐵冶金高新技術(shù)有限公司