[发明专利]一种冶炼含有活泼元素用钢的专用造渣剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼用造渣材料技术领域，特别提供一种适用于中频感应炉采用不氧化法冶炼含有钛、硼、锆和稀土等活泼元素钢的专用造渣剂。

背景技术

现代钢铁材料中经常含有一种或几种钛、硼、锆和稀土等活泼元素，这些活泼元素在钢中主要起细化晶粒、阻止晶粒长大、增加淬透性等作用。但是这些活泼元素在钢的冶炼过程中十分容易氧化烧损，不仅降低这些元素的收得率，而且很难实现化学成分的精确控制。

活泼元素的氧化反应几乎都是在熔渣—钢液界面进行的，即活泼元素的氧化烧损与熔渣组分和性质密切相关。目前，钢铁冶炼中熔渣的主要组分为FeO、CaO和SiO₂，通常采用石灰（CaO）、萤石（CaF₂）等造渣材料，在这种渣系条件下，活泼元素的收得率通常较低。熔渣的性质主要包括碱度、粘度和氧化能力等性质，其中，熔渣的氧化能力决定了活泼元素的氧化烧损程度，熔渣氧化能力越强，钢液中活泼元素氧化烧损越多。

熔渣的氧化能力主要取决于渣中FeO的活度a_FeO，a_FeO越大，熔渣的氧化能力越强，钢液中的活泼元素越容易被氧化。实际上，在中频感应炉采用不氧化法炼钢时，渣中的FeO可以看做是氧的运输介质：当大气中的氧进入熔渣，渣中的FeO被氧化，形成高价氧化物Fe₂O₃；在熔渣—钢液界面，Fe₂O₃被活泼元素还原，重新形成FeO；可见，大气中的氧就是通过FeO的氧化—还原反应，源源不断地进入到钢液中，造成了活泼元素的氧化烧损，收得率降低。

发明内容

本发明的目的是为了提高钢冶炼过程中活泼元素的收得率，精确控制含有钛、硼、锆和稀土等活泼元素用钢的化学成分，提供一种能够保护活泼元素的专用造渣剂。

本发明具体提供了一种冶炼含有活泼元素用钢的专用造渣剂，其特征在于，所述造渣剂的成分配比为质量百分比：

CaO：50～70%

CaF₂：5～15%

MgO：5～15%

B₂O₃：3～5%

Al：5～15%

TiO₂：5～10%

其余为不可避免的不纯物。

本发明还提供了所述造渣剂的制备方法，其特征在于：以常用的石灰石、萤石、镁砂、硼砂、铝屑和金红石为原料，手工破碎，最大粒度不超过25mm，混合均匀干燥（采用常规干燥设备即可），使造渣剂满足下列质量百分比：

CaO：60～65%

CaF₂：6～10%

MgO：9～13%

B₂O₃：3～5%

Al：7～12%

TiO₂：7～10%

其余为不可避免的不纯物。

在中频感应炉采用不氧化法冶炼含有钛、硼、锆和稀土等活泼元素的钢时，本发明所述造渣剂与常规造渣剂相比，其粘度稍高，1600℃时在0.1Pa·s以上，可有效削弱FeO在渣层内部的扩散和传递，降低FeO的活度a_FeO，从而减少钢液吸气，降低熔渣的氧化能力，起到减少活泼元素的氧化烧损的作用，提高收得率。

具体实施方式

本发明的原料采用石灰石、萤石、镁砂、硼砂、铝屑和金红石。

实施例

将石灰石、萤石和金红石进行人工破碎，最大粒度不超过25mm，与镁砂、硼砂和铝屑混合均匀，使造渣料满足表1所示质量百分比。将所得造渣料送入常规加热烘烤设备内进行干燥，干燥温度200℃，干燥时间4小时。将造渣剂用于含有活泼元素1.0%Ti的低合金钢，活泼元素Ti的收得率见表1。

表1造渣剂成分质量百分比及活泼元素Ti的收得率

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。