[其他]用于钢水脱硫的处理剂及钢水的处理方法

说明书

本发明涉及到一种用于在以含氧化镁的碱性耐火材料为衬的反应容器内对钢水脱硫的处理剂和用于在此种反应容器内的钢水的脱硫方法。本发明还涉及到一种减少钢水中夹杂物的方法。本发明提出了一种处理剂和一种可以在有效地脱硫的同时又能防止反应容器的侵蚀的方法。本发明还提出了一种减少以上所述夹杂物的有效方法。

近来，对钢材的必要性能有严格的要求。这些严格要求特别集中在管道材料上，此种材料必须具有抗氢脆断裂的性能，集中在用于海洋工程设备的、必须具有抗层状断裂性能的材料上。为满足这些要求，就必须使钢水中的硫（以下简称为“S”）含量减少到尽可能低的水平。此外，必须减少气体组分，例如，氮（下文称“N”）和氢（下文称“H”）以及以氧化物为基的夹杂物。

脱硫方法大致分为生铁水脱硫和钢水脱硫。前者在生铁水的处理过程中进行，而后者在将生铁水精炼成钢水的过程中或在其后进行。为炼出具有超低硫浓度的钢，这些方法必须综合应用。

钢水脱硫通常是利用气体载体将氧化钙和其它组分的混合物或钙合金喷入盛在钢桶中的钢水中。这种方法属于喷入法，其特点是利用喷射过程引起钢-渣间的强烈的搅拌所导致的炉渣和钢水间的强烈化学反应。这种脱硫方法是以炉渣和钢水之间在强烈搅拌下的反应为基础的，其缺点在于处理过程中可能发生炉渣的回磷现象，而且，脱硫剂中含有的合金组分如铝合金的回收率变低。此外，在处理过程中钢水温度降低相当大，以及由于强烈搅拌液面不能保持无搅拌状态;结果钢水必然要从周围气体或炉渣吸收气体组分，如H，N等等。所以，当需要熔炼低氮钢或低氢低氮钢时，如用作板材的钢，采用喷射法生产的钢必须再经脱气处理，例如，RH（循环除气）或DH（升降处理）处理。附加过程如RH或DH导致钢水温度的进一步下降。因此，在转炉或类似设备中必须使钢水过热，以补偿在附加过程中温度的降低。因而，由于过热而不可避免地增加钢水在转炉或类似设备中的处理时间。另外，过热还经常使钢水的质量受到不利影响。

为克服上述缺点，最近已经发展了一种同时脱气和脱硫的方法。根据该方法脱硫剂与气体载体同时注入真空室内的钢水上升流中。在所提出的方法中，本申请人在日本未实审专利公报№60-59011中指出的方法中揭示了用小单位重量的处理剂生产具有超低硫含量和低N、O和H含量钢水的方法。在这种方法中，将脱硫剂加入到钢水中，主要的脱硫反应在上面具有炉渣的钢水液中完成，同时炉渣基本上不因脱硫剂的加入而被搅动或流动。以上所述具有超低硫含量和低N、O和H含量的钢水可以使用一种处理剂来生产，该处理剂中含有至少20%，最佳为40%（重量）的CaF₂，其余主要是CaO。

本发明人对日本未实审专利公报№60-59011所公开的方法进行了进一步的研究，并发现其中存在以下问题：

（1）在日本未实审专利公报№60-59011中所用脱硫剂虽然具有高脱硫能力，但是，由于CaF₂含量高达20%或更多，会加剧常用于钢水反应室的含MgO的碱性耐火材料的侵蚀。这种耐火材料由氧化镁，氧化镁-碳，铬-镁氧化物或白云石，尖晶石单独或以混合物形式制成。因此，超低硫钢在这种精炼室中频繁进行处理时，会使反应室的寿命缩短及耐火材料成本提高。

（2）当日本未实审专利公报№60-59011所公开的方法应用于夹杂物含量相当高的钢水中时，处理剂喷入钢水后，钢水中的氧化物夹杂物相互凝结和混合，导致Al₂O₃或类似的物质被处理剂所吸收。由于这种吸收使脱硫能力降低，对每单位数量的钢水中就必须喷入更多的含有高浓度CaF₂的处理剂，以便获得含硫量小于5ppm的超低硫钢。这也会导致反应室寿命的缩短及耐火材料成本的提高。

按照此公报上所述的方法，在钢水液面上的炉渣基本上设有被搅动和流动，因此，可有效地抑制钢包中的炉渣和周围气体进入钢水中。然而，为生产超低脱硫而大量加入CaF₂含量高的处理剂时，这种处理剂就会聚集在钢包炉渣的下面，致使炉渣的熔点显著地降低，因此使之直到＊顶部表面全部熔化。在这种情况下，在全部炉渣中的氧气容易扩散，因而，氧气容易通过炉渣进入钢水中。而且，在脱硫处理后进行浇铸时，由于钢水倒入中间包和铸模中时在注入液流中形成液涡流而极易使上述炉渣＊入钢水中，并引起夹杂物的形成。

因此，必须发展一种既能够有效脱硫又能减少夹杂物的新方法。