[发明专利]钢水精炼脱磷剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及钢水精炼脱磷剂及其应用，属于冶金技术领域。

背景技术

磷在大多数钢中是一种有害元素,它对钢的表面质量、拉伸强度、抗应力腐蚀等都有不利的影响,它容易在晶界偏析，造成钢材“冷脆”，显著降低钢材的低温冲击韧性。近年来，随着人们对钢材性能要求越来越严格，对很多钢种的磷含量提出了更高的要求。如大量优质钢要求成品磷含量低于0.015％，低温用钢管、特殊深冲钢、镀锡板要求磷低于0.010％；一些航空、原子能、耐腐蚀管线用钢要求成品磷低于0.005％。因此，如何降低钢水中磷含量成为低磷、超低磷钢生产的难题。

专利文献CN101423879公开了低磷钢水冶炼方法，包括转炉冶炼和钢包精炼，其转炉冶炼的钢水温度≥1680℃，钢水中磷含量小于0.012％，钢水中氧活度控制在0.1％～0.13％；转炉出钢前，先在钢包内装入深脱磷剂；转炉出钢过程中进行挡渣控制，下渣量≤3k_g/吨钢，并对钢包中的钢水进行弱脱氧处理；出钢结束后，再往钢包中投入深脱磷剂；然后进行钢包底吹氩气搅拌，最后用钢包扒渣装置清除钢包中的钢渣。该方法处理后钢水的P含量低于0.005％，与其它方法相比渣量减少20％以上，转炉冶炼周期缩短5％以上。但该方法工艺复杂，需要预先在钢包中加入深脱磷剂，这对钢水氧含量控制有严格的要求，如果出钢氧含量过高，出钢过程或出钢完毕后可能发生钢包“放炮”现象，存在一定的安全隐患，且出钢前后都要向钢包中加入深脱磷剂并对钢水进行弱脱氧处理，过程处理时间过长，影响生产节奏。

专利CN101696462A公开了一种半钢冶炼低磷钢的生产方法，主要是通过调整单渣法转炉冶炼的造渣参数来实现对转炉终点磷含量的控制，该方法能将转炉炼钢终点P控制在0.006％以内，控制钢包渣回P在0.002％以内、合金增P在0.002％以内，能稳定生产成品磷含量小于0.010％的低磷钢种。但是，该方法存在以下不足：当入炉磷含量偏高时采用单渣法很难将终点磷控制在0.006％以内，且出钢过程下渣量很难控制钢水回磷严重。

专利CN103205536A公开了一种半钢脱磷剂及半钢脱磷方法，半钢脱磷剂为按重量计由35～50份的石灰、25～45份的氧化铁皮和15～25份的氧化钠制成。其半钢脱磷方法为在出钢时，将半钢脱磷剂均匀加入已流出的钢液中，并且半钢脱磷剂的加入量控制在10～20k_g/t半钢之间；在出钢完成后，向钢液底吹氮气；吹氮结束后进行拔渣处理。通过该方法能够有效将半钢中的磷含量进行脱除，脱磷率可以达到40％以上。但是，该脱磷剂主要应用于半钢的转炉冶炼中，对于冶炼后磷含量较低的钢水，在精炼过程中的脱磷效果有限。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供钢水精炼脱磷剂。

本发明的钢水精炼脱磷剂，由以下重量份的组分组成：51～60份的氧化钙,15～20份的氧化铁皮和10～14份经钝化处理后的钠。

其中，钝化的目的是降低反应速率，经钝化处理后的钠为金属钠经物理化学反应后得到的产物，优选为碳酸钠和氧化钠。

所述氧化铁皮优选为含有90％以上的铁的氧化物。

在钢水精炼过程中，由于转炉冶炼后的钢水流动性较提钒后的半钢更好，出钢混冲动力学条件更好，更有利于脱磷反应的进行，因此必须严格控制本发明钢水精炼脱磷剂各组分的含量。51～60重量份的CaO主要是为了提高出钢后钢包顶渣的碱度；而氧化铁皮主要是为了提高炉渣的氧化性，如加入量过多则会导致钢水温降大，加入量少则达不到提高氧化性的目的，脱磷效果不佳，因此，氧化铁皮的加入量在15～20重量份为宜；经钝化处理的钠主要是与钢水中的磷反应脱磷，加入量过大则会反应过于剧烈导致钢水大翻，严重即会造成事故，如加入量少则效果不佳，因此，经钝化处理的钠加入量需控制在10～14重量份。

进一步的，优选由以下重量份的组分组成：51份的氧化钙,15份的氧化铁皮和14份经钝化处理后的钠。

本发明还提供钢水精炼脱磷剂在钢水精炼中的应用。

钢水精炼可以采用包括如下步骤的方法：炼钢转炉出钢后，将钢水精炼脱磷剂随钢流加入钢包，加入量为3～5kg/t钢，并在炉后吹氩精炼，底吹氩强度为0.001～0.005m³/(min·t钢)，时间不低于8min。其中，钢水转炉出钢时的磷含量不高于0.015％，通过该方法得到精炼后钢水磷含量为不高于0.010％。