[发明专利]一种提高RH真空炉中钙收得率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢水的冶炼方法，具体地指一种提高RH真空炉中钙收得率的方法。

背景技术

连铸钢的浇铸性能、组织、特性与非金属夹杂物的关系非常密切。因此，在炼钢过程中，不仅要控制好钢水的化学成分，而且还要控制钢中的非金属夹杂物，以进而确保钢水的纯净度。为了改善钢材性能，如使用 “钙处理”减少钢中硫化锰夹杂的形成，避免形成长条状的硫化物夹杂从而改善钢的各向异性；通过钙处理对钢水进行脱硫减少钢的“热脆”等，通常均用对钢水进行“钙处理”的方法来改变钢中夹渣物形态。

铝作为强脱氧剂在炼钢过程中被广泛采用，但是用铝脱氧后在钢中形成大量的三氧化二铝。由于三氧化二铝很难从钢中去除干净，在浇铸时很容易粘附在水口壁上引起水口堵塞从而浇铸过程的中断。为了解决这个问题，常用的方法是对钢水进行钙处理，通过对钢中加入一定的钙，使得高熔点的三氧化二铝与氧化钙结合形成低熔点的铝酸钙，从而大大提高钢液的浇铸性能。

总之钙冶金技术在现代炼钢生产过程中已应用得非常普遍，但是钙处理如果控制不当，不仅不能达到预期的冶金效果，反而会恶化钢的浇铸性能。钙处理技术若控制不当时，不仅对水口结瘤带来影响，而且对连铸结晶器内熔融的保护渣性能以及钢水的凝固行为也会造成很大影响，如脱硫用的CaO粉剂受潮时，若对钢水喷入大量CaO进行脱硫处理，会引起钢中[H]含量大幅度升高，如果加上生产节奏紧张，钙处理后，后期搅拌和镇静时间不足，夹杂物上浮不充分，连铸开浇后，保护渣性能会急剧恶化，无法保持其正常的润滑和传热功能，此时结晶器内的传热效果严重变差，不能达到预期的冶金效果，产生一系列产品质量问题及甚至漏钢事故。

由于钙的密度较低、在钢中的溶解度小、钙的蒸气压较大、沸点低、高挥发性和化学活性，使得往钢中加入的钙量大，然而收得率却很低，而且受钢水脱氧情况、钢包中的渣量等因素影响，在实际大生产中要稳定控制钢中的钙含量难度较大。目前工业大生产中常用的向钢中加钙的方法有两种：一是喷粉；二是喂丝。喷粉技术的粉剂制备、输送、防潮的条件要求较高，设备投资较大，成本高，且喷粉易导致钢中增氢、增氮、温降大，而喂丝不仅可以达到喷粉的效果且大大克服了喷粉的缺点，因此“钙处理”喂丝技术在八十年代得到了迅速推广。

在薄板坯连铸连轧工艺中，由于很多钢种对S、P、O、N、H、C元素要求很低，需要经过RH真空炉处理，为了”钢中夹渣物变性”和“脱硫”及“解决连铸机的可浇性”问题，都需要在RH真空炉处理中进行“钙处理”，但RH真空炉渣中FeO+MnO不稳定，常常导致RH真空炉钙处理收得率仅为3-5%且不稳定，钙处理效果非常差，使冶炼成本高、钢水质量差，造成薄板坯连铸连轧工艺中RH生产的钢水连铸连浇炉数往往很低，常常只有2～3炉。产生这种现象的主要原因是RH真空炉处理后熔渣流动性不好，钢渣之间反应不充分，渣中的氧与钢水中的氧处于不平衡状态，渣中FeO+MnO处于极不稳定状态，时高时低。而钙处理过程中按工艺设计要求打入钢中的钙线量是一定的，因此当FeO+MnO含量高时，钙处理收得率偏低。当FeO+MnO含量低时，钙处理收得率偏高。并且钢水中的酸熔铝含量高，浇注中，絮状夹杂在水口处富集导致水口结瘤，因为薄板坯连铸机板坯厚度仅50mm厚（常规连铸机板坯厚度通常为200mm厚），因此其连铸中包水口比常规连铸中包水口小的多，对钢水的纯净度和可浇性要求较高，对RH真空炉钙处理效果要求更高。钙处理收得率偏低或偏高都不能使得高熔点的三氧化二铝与氧化钙结合形成低熔点的铝酸钙，最终导致连铸中包水口或钢包水口结瘤（注：薄板坯连铸机一般是中包水口结瘤，常规连铸机一般是钢包水口结瘤，通常情况下解决薄板坯连铸机水口结瘤比常规连铸机水口结瘤问题困难的多，因在薄板坯连铸机中包水口结瘤的时候，它的钢包水口并没有结瘤），RH真空炉钙处理收得率不稳定、且低已经成为薄板坯连铸连轧生产线生产RH钢的限制性环节。

为解决钙处理收得率低和不稳定问题，有使用专用投入设备将钙合金棒插入到钢包底部，来提高钙的收得率，其存在的不足是不仅成本太高，且解决渣中FeO+MnO问题甚微；

为提高RH钢连铸机的连浇炉数，有些厂采用了“转炉+LF+RH+钙处理”及“转炉+RH+LF +钙处理”、 “转炉+LF+RH+ LF+钙处理”工艺，虽对连铸机的连浇炉数有一定效果，但最终都解决不了RH钢钙处理前渣中氧化性问题及RH钢钙处理收得率低和不稳定问题。 

发明内容