[发明专利]微合金化精炼合成渣及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼制造领域，具体涉及一种具有钢水微合金化及炉外精炼功能的合成渣及其制备方法。

背景技术

随着冶金技术的发展对钢的性能要求越来越高，这就要求钢水具有高的纯净度，同时，通过微合金化手段对钢水进行合金化。目前，生产微合金钢时所添加铌、钒、钛等元素都是通过往钢液中加入单一组分的合金如：铌铁、钛铁、钒铁而完成的。这类合金各自都存在一定的缺点，其中的一些元素因与钢液中的氧有很强的化学亲合力，因而加入钢液中时大部分参与脱氧而进入钢中很少，所以收得率较低；另一方面这些材料属于稀有金属，价格昂贵，大大增加了生产的成本，限制了应用。

目前的钢铁制造过程中，钢水的制造均通过炉外精炼以提高钢水的品质，其中，炉外精炼所用合成精炼渣具有至关重要的作用，较好的精炼合成渣具有较强的功能；脱氧、脱硫、有效吸附去除钢中大型夹杂物、覆盖电极产生的电弧以保温节电、减少钢包侵蚀等多重效果。

钢水冶炼过程中微合金的加入和精炼合成渣的加入在一般情况下是分别加入的，最新的技术是同时具有微合金化和精炼合成渣的功能，这样可以降低工艺的复杂性，中国专利CN1415769(申请号02139705.8)公开一种复合钒或铌氮合金及其制造工艺，该发明公开了一种复合钒或银氮合金，将钒精矿或炼钢钒渣及铌精矿或炼钢铌渣、还原剂、反应催化剂、增氮剂、熔点调节剂、产物稳定剂及粘结剂按规定重量比称量后研磨成细粉，充分搅拌混合，加入粘结剂，机械成型，烘干包装投入使用。在出钢过程中，将这种复合钒或银氮合金直接投入到钢包内，在钢水温度下及钢水流的冲击搅拌后用下，复合钒或银氮合金粉化并熔化，同时在反应催化剂及产物稳定剂的作用下，复合钒或银氮合金中的钒或银迅速进入钢水中对钢水进行微合金化，生成的产物与合金中配置的渣而形成的合成渣具有深脱氧、脱硫及吸收钢水中夹杂物的功能。另外，中国专利申请CN1908213(申请号200610152055.X)公开了一种用于炼钢脱氧及微合金化的复合合金，含有30-65％的铝和1-10％的镁为基本合金，此外，根据需要在基本合金中还可添加铌、钒、钛、钙等微合金化的有效元素，复合合金在炉中熔化制而成，它在使钢水脱氧的同时又满足钢的微合金化的要求。但是实践证明这些并没有解决微合金元素收得率低，炼钢成本高的问题

总之，目前的精炼合成渣若不含有微合金成分，钢的微合金化需要单独加入昂贵的合金，缺点是：增加生产成本，工艺复杂，提高了工人劳动强度。而前述CN1415769(02139705.8)的复合钒或铌氮合金，同时具有微合金化与精炼合成渣两项功能。但缺点是：主要成分为钒精矿或炼钢钒渣及铌精矿或炼钢铌渣，资源缺乏。众所周知，中国微合金铌、钒、钛资源中，钛最为丰富，但是，钛的微合金化效果明显不如铌、钒稳定，而中国铌资源相对缺乏而且集中，巴西是铌储量最多的国家，占世界总储量的94％，中国已查明的95％以上的Nb资源主要集中在内蒙的白云鄂博，铌矿石品位偏低、共生矿物复杂，我国Nb-Fe年生产能力仅40-60吨。(资料来源《中国矿业》2003年第6期，我国铌资源开发利用的现状和可行性)；中国钒精矿或炼钢钒渣钒资源主要集中于攀枝花、马鞍山、邯郸等地。其它地方难以获得钒精矿或炼钢钒渣。

CN1441068(申请号02104241.1)公开了精炼钢脱硫用熔融合成渣涉及炼钢炉外精炼领域。以CaO、AI₂O₃、SiO₂、CaF₂、MgO为基本成分，调整与控制CaO、AI₂O₃和CaF₂重量比例，其配方为CaO47-49％、AI₂O₃41-45％、SiO₂≤4％、CaF₂3-5％、MgO≤0.8％，制成精炼钢脱硫用溶融合成渣。本发明在高温下生成以12CaO·7AI₂O₃为主，含量≥90％的晶相矿物与钢中的SO₂反应生成低溶点、易上浮的产物，一部分金属夹杂物在上浮过程中被熔融合成渣吸附，起到净化钢液，提高钢纯度的作用。同时在钢液搅拌过程中，熔融合成渣吸附硅酸盐或氧化夹杂物，形成低溶点的复合夹杂物，改变了金属夹杂物形态便于清除。