[发明专利]一种碱土金属氧化物复合钢水精炼剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢水炉外精炼工艺技术领域，更具体地说，涉及一种碱土金属氧化物复合钢水精炼剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国钢铁工业生产技术和装备水平不断提高，一些特大型钢铁企业已达世界先进水平，从而带动了品种结构的进一步优化，板带比明显提高，优质纯净钢的产量也大幅提升。高质量钢水精炼工艺、高效率连铸生产技术、充分发挥轧机物理冶金能力是目前先进钢铁企业在高效率、高质量、低成本生产控制中采用的关键技术。其中，作为提高钢材质量、优化产品结构的重要措施之一，炉外精炼技术越来越为钢铁企业所重视，精炼剂在钢水精炼中的作用也越来越突出，对其要求也向多功能、高效率、纯净化方向发展。

高品质优质钢对生产过程要求较高，尤其重视钢水的内在质量，这就要求精炼工艺须遵循纯净钢生产原则。一是要求钢的纯净度较高，成份控制准确、稳定、波动小；二是精炼过程中须有高的脱硫效率，增硅、碳、氮尽可能低；三是对钢水中夹杂物要有良好的吸附和改质作用；四是连铸生产顺行，铸坯质量好，力求获得无缺陷铸坯。

目前，国内生产高纯净钢主要借助于提升技术装备或优化工艺，如：采用铁水预处理-转炉自动化冶炼-LF精炼-RH或VD工艺和精炼喂线对钢水进行处理，研究高效、适用于优钢生产工艺，且具有脱氧、脱硫和夹杂物变性处理功效的多功能精炼渣等手段。通过优化工艺和提升设备装备水平，虽然能大幅度提高钢质，并具备生产高品质优质钢的能力，但同时也面临着会带来铁水脱硫后的渣处理、铁损及工艺流程拉长，钢水温降大需进行温度补偿及生产成本增加等一系列问题，显然不利于当前钢市低迷、价格竞争激烈、企业普遍处于亏损的局面。钢水精炼喂线技术的推广应用，虽然在一定程度上解决了上述问题，但也存在合金元素收得率受钢水冶炼条件影响较大，喂线品种和数量受到严格限制的不足，同时采用喂线精炼处理钢水也大大增加了钢铁生产成本。

二十一世纪中后期，国内钢厂开始研究脱氧、脱硫复合功能合金及能够适用于优钢生产工艺，且具有高效脱氧、脱硫和夹杂物变性处理功效的多功能精炼渣，在优化提升工艺装备的前提下，不仅使优质钢生产成本得到进一步降低，而且还借助于多功能复合合金和精炼渣系使得生产超低硫、氧、氮、氢和低杂质含量的纯净钢成为可能。随着低熔点，粘度、流动性好，能快速成渣的CaO·Al₂O₃预熔精炼渣的研究开发成功与广泛应用，并配合CaSi、MgAl、CaAlSi、CaBaAlSi等复合多功能脱氧合金的共同使用，其形成的CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO-Fe₂O₃或CaO-Al₂O₃-SiO₂-BaO-Fe₂O₃等多元渣系，使深度脱[S]、[O]及夹杂物变性处理，净化钢水，提高钢水纯净度的功能得以实现。但根据钢水及渣脱硫的动力学反应条件，必须同时对钢水、钢包顶渣进行沉淀脱氧和扩散脱氧，上述精炼渣系才具有较高的脱硫效率。一般扩散脱氧均采用活波金属Al、Ca、Ba等单质合金或复合合金，但由于Ca、Ba单质较活泼，在自然界不易存在，且Ca、Ba单质及其复合合金价格高，因此一般采用金属Al进行扩散脱氧。而采用金属铝和含铝的复合合金脱氧后的产物Al₂O₃在钢水中属高熔点、絮状夹杂物，对钢质影响较大，同时使钢水可浇性变差，影响连铸生产。在终脱氧以金属铝或含铝复合合金为主的钢种生产时，如果未解决上述问题，则必须在钢水精炼站采用喂钙线对钢水进行变性处理，或者使用CaSi、CaAl、CaBaSi等合金对钢水进行变性处理，从而大幅度增加了生产成本。