[发明专利]一种用于炼钢工艺中的脱硫精炼渣及其加入方法

说明书

技术领域

本发明涉炼钢工艺流程中钢水精炼技术领域，具体地说，涉及一种用于炼钢工艺中的脱硫精炼渣及其加入方法。本发明的技术领域特别是涉及高级别管线钢(X80/X70)冶炼钢水时对钢水进行精炼用的精炼渣及其加入方法。 

背景技术：

目前，管道运输是一种规模大而且经济有效的石油、天然气的输送方式，管线钢主要用于国家重点工程中的石油、天然气的运输管道，对抗氢致裂纹（HIC）有较高要求，硫是高级别石油管线钢中影响钢材抗氢致裂纹（HIC）和抗硫应力裂纹（SSC）能力的主要元素。 

硫在钢中是以FeS形式存在，硫会造成钢的“热脆”性。FeS熔点为1193℃，而Fe与FeS组成的共晶体，其熔点只有985℃。液态Fe与FeS可以无限互溶，但FeS在固态铁的溶解度很小，仅为0.015％～0.020％。所以当钢的硫含量超过0.020％时，钢水在冷却凝固过程中由于偏析，Fe-FeS以低熔点的共晶体呈网状分布于晶界处；钢的热加工温度在1150～1200℃，在此温度下晶界处共晶体已熔化，当钢受压后造成晶界的破裂，这就是钢的“热脆”性。除此之外，硫还会明显地降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在金属焊缝中产生许多气孔和疏松，从而降低焊缝的强度。当硫含量超过0.06％时，显著恶化了钢的耐腐蚀性。对于工业纯铁和硅钢来说，随着钢中S含量的提高磁滞损失增加，影响钢的电磁性能。同时连铸坯(或钢锭)凝固结构中硫的偏析也最为严重。因此，系统研究精炼渣成分对脱硫效果的影响，对于加快化渣时间，提高深脱硫速度，控制夹杂物形态具有显著意义。 

《东北大学学报》（自然科学版）杂志，2002年10月（第23期，第952～955页，LF炉冶炼超低硫钢的工艺条件，姜周华等著）报道了当钢中硫的质量分数>0.005%时，随硫含量的增加，HIC的敏感性显著增加，当钢中硫的质量分数<0.02%时，HIC明显降低。 

2007年《中国钢铁年会论文集》(LF炉超低硫钢预熔精炼渣的开发，于赋志等著)报道了一种新型高效脱硫渣的成分：w(CaO)：34.58％～60.82％，w(SiO₂)：2.96％～10.92％，w(Al₂O₃)：18.00％～34.00％，w(CaF₂)：3.58％～15.00％。此精炼渣能将钢水终点硫含量控制在0.0011％～0.0035％范围内，获得30％～50％的脱硫率，且渣中CaF₂的加入能显著降低渣的熔点，提高其流动性，从而促进脱硫反应。 

《东北大学学报》(自然科学版)杂志2006年10月(第27卷第10期，LF炉合成精炼渣成分优化，孟劲松等著)报道了其开发的新型高效脱硫合成渣：w(CaO)/w(SiO₂)：9～11，w(Al₂O₃)：27％～29％，w(CaF₂)：8％～10％,w(MgO)：9％。此精炼渣在冶炼高级别管线钢时能将钢水终点硫含量控制在0.0013％～0.0033％范围内，稳定获得32％～53％的脱硫率。 

上述两种精炼渣均具备一定的脱硫效果，适用于对硫含量要求不高的精炼钢，但是对硫含量要求<0.0020％的高级别管线钢来说，30％～50％的脱硫率显然不能满足要求，同时上述两种精炼渣还采用了CaF₂来降低精炼渣的熔点，虽然有较好的化渣效果，但是CaF₂一方面对包衬的侵蚀较快，使钢包使用寿命缩短；另一方面冶金过程挥发出的F₂会危害操作工人的健康，对大气造成污染。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有技术中的精炼渣具备一定的脱硫效果，适用于对硫含量要求不高的精炼钢，但是对硫含量要求<0.0020％的高级别管线 钢来说，30％～50％的脱硫率显然不能满足要求；同时，现有技术中的精炼渣还采用了CaF₂来降低精炼渣的熔点，虽然有较好的化渣效果，但是CaF₂一方面对包衬的侵蚀较快，使钢包使用寿命缩短；另一方面冶金过程挥发出的F₂会危害操作工人的健康，对大气造成污染等技术问题，为了克服上述技术问题，本发明提供了一种用于炼钢工艺中的脱硫精炼渣及其加入方法。