[发明专利]一种低SiO2和Al2O3含量的LF-VD炉还原精炼渣

说明书

 

技术领域：

本发明涉及一种超纯钢的钢包炉精炼技术用的精炼渣，尤其属于在LF-VD炉中冶炼低硅、低锰、低铝、低磷超低硫钢的低SiO₂和Al₂O₃还原精炼渣。

技术背景：

钢包精炼炉，即LF-VD炉(LADLE FURNACE-VACUUM DEGASSING FURNACE)，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备，它的主要任务是： ①脱氧、脱硫， ②温度调节，③精确的成分微调， ④改善钢水纯净度, ⑤脱气。LF-VD精炼技术的主要工艺特点是氩气搅拌，泡沫渣埋弧加热，造还原白渣，真空精炼深脱硫、脱气、去夹杂等，它可以为脱硫创造极为优越的热力学和动力学条件，是目前生产低硫钢和超低硫钢的重要手段。其中，LF-VD还原精炼渣脱硫能力高低是决定LF-VD精炼脱硫效果优劣的关键。对于大多数钢来说，硫是一种有害元素，晶界硫化物的熔化会在热加工过程中造成钢的“热脆”，同时硫在晶界的偏析还会使钢锭、铸坯产生热裂纹。因此，除易切削钢以外，即使对普通钢其硫含量也要求很低。LF-VD炉常用的精炼渣有CaO-CaF₂、CaO-SiO₂、CaO-Al₂O₃等渣系，能起到一定的精炼、脱硫的作用，但其中的SiO₂和Al₂O₃含量较高，在控制增硅、增锰和回磷方面效果不理想，对于低硅、低锰、低铝、低磷、低硫超纯钢的生产就不能满足其精炼的需要。

 

发明内容

本发明针对现有的LF-VD高效脱硫还原精炼渣控制增硅、增锰和回磷方面的不足，提供一种低SiO₂、Al₂O₃含量的LF-VD炉深脱硫还原精炼渣。本发明精炼渣能够减少精炼过程中钢水的增硅、增锰和回磷，能够有效实现钢包精炼过程对钢水的深脱硫，能够去除钢中有害杂质。

本发明的的技术方案：一种低SiO₂、Al₂O₃含量的LF-VD炉还原精炼渣，各组成成分的重量百分比为：

CaO：60～70 %，CaF₂：12～20 %，SiO₂大于0至6 %，Al₂O₃：2～4 %，MgO：6～10 %；其中的有害成分(MnO+FeO)＜1. 0 %。

CaO：石灰是精炼渣的主要造渣材料，从热力学角度讲，炉渣脱硫反应分子式为：(CaO)+[S]=(CaS)+[O]，随着CaO的加入，渣中的游离CaO增加，炉渣硫容量增大，脱硫能力增强，脱硫率上升。

CaF₂：渣中CaF₂（萤石）的加入，有利于CaS固体的破坏，使液相量增加，改善脱硫条件。此外，CaF₂的增加还有利于熔渣熔点的降低。

MgO：在该发明中加入适量MgO是可以起到保护镁质炉衬的作用，减少炉衬向熔渣的熔解过程。

    本发明是在获得精炼渣高效脱硫能力的基础上，降低渣中SiO₂和Al₂O₃的含量，利用其低硅低铝的特点，有效防止精炼过程中钢水增硅、增锰和回磷，进而得到纯净度极高的超低硫钢。

本发明主要采用CaO-CaF₂渣系作为还原精炼渣的基础渣系，通过较高的CaO含量和较低的SiO₂、Al₂O₃含量获得较高的炉渣碱度，保证精炼渣有高的脱硫能力和防回磷能力。为了使该高碱度精炼渣有良好的流动性，在渣中加入一定量的CaF₂，起助熔化渣的作用。由于CaF₂会侵蚀钢包炉衬，因此加入适量的MgO对镁质炉衬进行保护，减少炉衬向熔渣的熔解。该发明与其他常用LF-VD脱硫精炼渣相比，具有明显的低硅低铝特点，这是区别于目前已经发明或使用的高硅低铝渣或高铝低硅渣最主要的地方，因此它所带来的控制增硅增锰和回磷的效果也是明显的。

 

具体实施方式

本发明的LF-VD炉还原精炼渣，主要由石灰和萤石组成，其化学组成成分的重量百分比如下：

CaO：60～70 %，