多用途鋼精煉劑的製作方法
2023-05-22 21:59:06 4
專利名稱：多用途鋼精煉劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金學，更具體地說涉及多用途鋼精煉劑。
本發明可以用於生產多用途轉爐鋼、平爐鋼和電爐鋼。
本發明可以最有效地用於精煉鋼時通過從氧化物料還原合金元素進行加合金元素的過程，例如在盛鋼桶中精煉多用途含錳鋼。
所謂多用途鋼，我們認為是其成分含有如下組分比例的鋼，重量%C 0.05-0.5Mn 0.25-2.0Fe 餘量此外，多用途鋼成分可含有(重量%)Si 最多0.60Al 最多0.08Cr 最多2.00V 最多0.20Ti 最多0.20以及其它元素。
目前，世界上的冶金實踐中，在盛鋼桶中進行下列工藝操作鋼合金化，鋼精煉脫硫、變質處理和除去非金屬夾雜物，降低氧、氮和氫的氣體含量。
通常按照鋼的合金化和精煉進行順序操作。首先通過加入各種不同的鐵合金使鋼合金化，然後採用不同方法，例如真空煉鋼或者在惰性載氣流中加入各種粉狀物料進行精煉。
鋼的合金化和精煉的每個操作都導致相當大的熱損耗。因此為了彌補這種熱損耗必須或者在煉鋼設備中將金屬過熱並在較高溫度下出鋼，或者在專用裝置上的盛鋼桶中補充加熱金屬。
但是這兩種方法對生產多用途鋼都是不經濟的。因為第一，由於在高溫下氧的溶解度大，金屬過熱就導致其氧化程度增大。因此增加脫氧劑的消耗，鋼被脫氧產物-非金屬夾雜物汙染，從而惡化鋼的質量。
第二，在專用裝置上採用補充加熱，除了建造這些設備的額外花費之外，還導致處理時間增加，因而降低煉鋼設備的生產率。
所有這些都導致提高鋼的成本，這在多用途鋼生產中終是不合算的。
已知一種液態金屬精煉劑(EP，A1，0192090)，其成分含有下列比例的組分，重量%Si 40-80Ti 10-20Mg 1.5-3.0Ca 0-0.5Al 0-2稀土元素 0-2Fe 餘量但是已知的精煉劑不能保證實現有效的鋼的精煉脫硫和去除非金屬夾雜物，因為達不到對此必需的條件-在液態金屬中低含量的溶解氧。
這與在已知精煉劑成分中活性元素-脫氧劑的含量低有關，這些脫氧劑是鋁、鎂、鈣、稀土，它們本身也是強脫硫劑和非金屬夾雜物變性劑。由於這些物料與溶解在液態金屬中的氧接觸，它們能使金屬很好脫氧，而對於脫硫和變性處理是不夠的。
此外，在已知精煉劑成分中加入鈦，由於氧化而形成高熔點氧化物，它漂浮在渣上，提高渣的粘度，導致降低渣對硫和非金屬夾雜物的吸附能力，使它們留在金屬中。由此降低金屬質量。
使用已知精煉劑適於通過從含有合金元素的氧化物中還原這些元素的鋼合金化過程，使用這種精煉劑導致不可能獲得化學成分合乎標準的鋼。在已知精煉劑成分中加入矽，雖然對氧有高的親和性，但它是比鋁、鎂和鈣更弱的脫氧劑。在這種情況下，酸性氧化矽是反應產物，這種酸性氧化矽由於增加渣的粘度並降低渣中合金元素的活性惡化了合金元素的脫氧過程。同時惡化脫硫條件，降低渣的硫化物數量和渣對非金屬夾雜物的吸附能力。
所有這些都導致惡化成品鋼的質量。已知一種金屬精煉劑(SU，A，456032)，它含有下列比例的組分，重量%Mn 48-60Si 28-32Al 6-12Ca 0.4-3.0Mg 0.3-2.0C 0.06-0.3P 0.04-0.35S 0.01-0.02Fe 餘量但是使用這種已知的鋼精煉劑不能獲得脫硫度和去除非金屬夾雜物的高指標。
這可用精煉劑的質和量的成分來解釋。第一，它含有數量不足的對氧具有高親和力的元素，如鈣、鎂、鋁和矽。
第二，在其成分中含有有害雜質-磷和硫。
第三，它含有大量錳，錳與硫形成易熔於液態金屬中的低熔點硫化錳，從而無助於將硫排入渣中。
第四，碳作為雜質存在於已知精煉劑的成分中，因此在精鍊金屬時必須補充添加碳，而這引起以後成品鋼的成分中含硫量增加，從而惡化成品鋼的質量。
在使用氧化物材料熔煉合金過程中使用已知精煉劑也是不合適的，因為在精煉劑成分中具有的活性元素雖然與氧化物的氧迅速反應，但由於其數量小脫氧度不高，因而不能獲得預定化學成分的鋼。同時完全不可能存在脫硫過程以及降低非金屬夾雜物含量的過程，因而獲得低質量的鋼。
本發明的主要目的是改進多用途鋼的精煉脫硫和去除非金屬夾雜物。
根據本發明提出的任務是製造這樣的多用途鋼精煉劑，由於在該精煉劑中有一定比例的組分，它改進鋼的精煉脫硫和去除非金屬夾雜物。
所提出的任務是這樣解決的，按照本發明，多用途鋼精煉劑在其成分中含有鋁、矽、鈣、鎂、碳和鐵，這些組分的比例如下，重量%Al 30-40Si 35-25
Ca 5-15Mg 7-5C 20-10Fe 餘量所推薦的鋼精煉劑既適合在用鐵合金的合金化過程中，又適合通過從合金元素的氧化物將其還原的合金化過程中精煉鋼。
所推薦的多用途鋼精煉劑可以獲得含有最低含量硫和非金屬夾雜物的鋼。
這是因為在所推薦的精煉劑成分中存在相當大量的與氧具有最大親和力的元素。
在上述比例時這些元素的存在提供了鋼的脫氧和形成易球化非金屬夾雜物過程相結合的可能性，非金屬夾雜物以後易於進入覆蓋渣中。
同時進行多用途鋼的脫硫過程和除去覆蓋渣中所形成的硫化物過程。
所有上述情況都導致改善多用途鋼的質量。
所推薦的多用途鋼精煉劑可以混合物和合金形式使用。
混合物可以由最大含量的主要元素的純物料或由純物料和化合物，如碳化鈣和碳化矽組成的混合料，或者由碳化鈣、碳化矽和含有鋁、鎂和鐵的合金組成的混合料組成。
所推薦的多用途鋼精煉劑適合於在盛鋼桶中處理鋼。
所推薦的精煉劑最好在用錳進行鋼的合金化過程中使用，錳從含有它的以氧化物存在的物料中還原出來。
由於在精煉處理過程中形成的渣具有高流動性，它能很好地與金屬分離並對硫及非金屬夾雜物具有高吸附能力。
此外，這種渣具有良好的絕熱性能並能良好地防止金屬冷卻及再次氧化。
所有這些，因為降低了鋼中硫和非金屬夾雜物的含量，都有助於提高精煉鋼的性能。
這是由於所推薦的多用途鋼精煉劑保證在盛鋼桶中得到良好脫氧的金屬，因為在精煉劑成分中含有足夠量的對氧具有活性的元素，這些元素使金屬脫氧並使合金元素從氧化物還原。同時進行金屬精煉脫硫和去除非金屬夾雜物。
使用所推薦的多用途鋼精煉劑並與含有合金元素的氧化物的物料相結合能夠消除對氧有活性元素的燒損，這些活性元素是加入多用途鋼精煉劑成分中的。
這是由於含有合金元素的氧化物的物料進入盛鋼桶中就迅速熔化並形成渣層，而渣層預防加入到多用途鋼精煉劑成分中的對氧具有高親和力的元素被空氣中的氧氧化。
與合金元素氧化物還原和它們均勻分布在金屬體積內的同時，進行鋼的精煉。這些反應的進行伴隨放熱，這就允許在不預熱的情況下加入物料。因此，不需要在煉鋼設備中預熱金屬或設置用於預熱的附加裝置，歸根到底這有助於改善成品鋼的質量並降低其成本。
在推薦的多用途鋼精煉劑中含有30-40%Al和25-35%Si對於獲得良好的脫氧金屬是足夠的，這造成了金屬脫硫的有利條件，也使合金元素能從其氧化物還原，在鋼中合金元素從其氧化物還原的回收率達95%。這時形成低熔點的良好漂浮在渣中的氧化鋁和氧化矽的複雜化合物，它不會惡化渣的流動性，因此也不降低渣的吸附能力。
多用途鋼精煉劑成分中的鋁含量降低到低於30%，以致必須將矽含量增加到35%以上，這就導致惡化合金元素從其氧化物還原的過程。這是由於渣中的酸性矽酸鹽-氧化矽產物增加，酸性矽酸鹽降低渣中合金元素的活性，渣變成粘稠，渣中質量轉換惡化，此外，還降低對硫的吸附能力，這就導致惡化鋼的質量。
鋁含量增加到大於40%，導致矽含量降低到低於25%，這也是不適宜的，因為不能夠增加合金元素進入鋼中的回收率。同時增加金屬中氧化鋁夾雜的含量，這就惡化成品鋼的質量。
此外，提高精煉劑的價格，因而也提高鋼的價格，這在處理多用途鋼時是不合適的。
加入多用途鋼精煉劑成分中的鈣含量為5-15%可以在鋼中達到低硫含量，以及在含鎂的組合物中影響非金屬夾雜物的形態-獲得球形的均勻分布的夾雜物。
在多用途鋼精煉劑中鈣低於5%不能在金屬中達到低硫含量，因而不能改善鋼的質量。
在精煉劑成分中加入大於15%Ca是十分困難的，這是由於鈣的高蒸汽壓及其對氧的高親和力，而更主要的是不能導致改善鋼的性能，因為不會造成進一步降低硫，此外，增加精煉本身價格，因而也增加鋼的價格。
加入多用途鋼精煉劑成分中的鎂為5-7%有助於在含有鈣的組合物中得到低的殘留硫含量，由於這種處理的結果非金屬夾雜物具有球化形狀，被粉碎並均勻地分布在金屬體積內，這樣改善了成品鋼的質量。
鎂低於5%由於其含量不足不能提供使非金屬夾雜物顯著變性處理的效果。鎂含量大於7%不導致改善成品鋼的質量。
在多用途鋼精煉劑中的碳含量為10-20%使鋼能夠用碳和高吸收碳的金屬進行合金化。碳的一部分消耗在金屬脫氧上，而且金屬不被脫氧產物沾汙，因為形成氣態產物-一氧化碳。金屬高度脫氧使易於實現鋼的有效精煉脫硫和去除非金屬夾雜物。
碳含量低於10%導致必須補充加入增碳劑，結果由於硫隨著含碳物料一起進入而增加了鋼中硫含量，從而，由於形成硫化物和氧化物夾雜使鋼的質量惡化。
在多用途鋼精煉劑成分中的碳高於20%限制它在處理低碳等級鋼中使用的可能性，此外，在鋼精煉過程中還降低有效參預組分的含量。
加入多用途鋼精煉劑成分中的鐵量為5-15%對於提高精煉劑的密度是必要的，這能保證精煉劑沉入金屬-渣交界範圍。此時發生合金元素從渣中還原，這些合金元素是以氧化物形式包含在渣中的。
此外，進行鋼的有效精煉脫硫和去除非金屬夾雜物，也減少了將碳加入到以合金形式使用的多用途鋼精煉劑成分中的困難，因為鐵促進碳的溶解度增加。
鐵含量低於5%不能保證將必要量的碳加入到多用途鋼精煉劑成分中去，降低可能滯留在渣中的精煉劑密度，此時，引起對氧具有活性的元素燒損。
鐵含量高於15%是不合要求的，因為所得的多用途鋼精煉劑的密度太大，它深深滲入金屬體積內，此時惡化進入渣-金屬交界區內的合金元素還原過程，此外，還降低對氧和硫具有活性元素的含量。這些都導致惡化成品鋼的質量。
在多用途鋼精煉劑成分中適當補充加入對進入鋼中的元素氧、氮、氫和硫具有高化學活性的稀土元素(RE)，這可制約變質和精煉的性能。變質的效果表現在液相和固液交界處表面張力的改變，這可以調整最初結晶的過程並影響結晶相分散度的變化。在鑄鋼中獲得的多相結構能夠保證在以後的軋材中獲得細精晶粒。
此外，稀土硫化物比其他金屬硫化物具有更負的自由能。在有稀土元素存在時不會形成例如易變形的硫化錳，因為首先形成夾雜物-稀土硫化物，然後形成複雜氧硫化物夾雜，這些夾雜物在鋼的軋制過程中不形成條狀。在鋼中存在推薦量的稀土元素使鋼對白點生成不敏感。
合乎要求的是加入多用途鋼精煉劑成分中的元素比例為，重量%Al 30-40Si 30-25Ca 15-5Mg 5-7C 10-20稀土元素 5-1Fe 餘量在多用途鋼精煉劑成分中降低矽含量範圍(不是35-25重量%而是30-25%)能夠減少鋼中非金屬夾雜物-矽酸鹽的絕對含量，在精煉劑成分中補充加入1-5%(重量)的稀土元素能夠使鋼變性並粉碎殘留在鋼中的氧化物非金屬夾雜，這些夾雜物象鐵尖晶石-Al2O3FeO;Al2O3等。
這就保證獲得高質量的鋼，這種鋼在成品軋材中含有低硫量，合適形狀和組成的非金屬夾雜物和細晶粒。
在推薦的多用途鋼精煉劑中元素比例最好是，重量%Al 30-40Si 35-25Ca 15-5Mg 5-7C 10-12稀土元素 1-2Fe 餘量降低多用途鋼精煉劑成分中的碳含量範圍(不是10-20重量%而是10-12重量%)，能夠使多用途鋼精煉劑擴大用於低碳含量，例如最多0.1%(重量)碳含量的鋼。在精煉劑成分中補充加入1-2%(重量)稀土元素對於進行鋼的晶粒細化、更有效地脫硫是足夠的，因為加入到多用途鋼精煉劑成分中的對氧具有高親和力的元素-鋁、矽、鈣和鎂的含量有助於金屬在盛鋼桶中深度脫氧及脫硫。因此，加入稀土僅僅加強脫硫作用，進一步保證變質作用，這就導致提高鋼的質量並降低鋼中的非金屬夾雜物。
為了提高多用途鋼精煉劑的製備過程的工藝性以及降低其價格，適當加入鈣、矽和碳，這些元素以工業生產的材料形式，如以碳化鈣和碳化矽的形式加入。這些材料不貴且在運輸和保存中不發生混雜。
碳化鈣是良好的金屬脫硫劑和增碳劑，同時碳化矽簡化造渣過程並有助於加速金屬脫硫以及有效地吸附非金屬夾雜物。
因此，所推薦的多用途鋼精煉劑由於降低鋼中的含硫量和非金屬夾雜物而保證了改善精煉鋼的質量。
多用途鋼精煉劑以如下方法製備。
在容量為5噸的感應爐中裝入鋁和鎂並加熱到600-650℃溫度。然後通過供給惰性氣體到熔體表面形成保護氣氛。之後將熔體加熱到1000-1100℃溫度並將鐵加入熔體中。在鐵熔化和熔體均勻化之後，將其冷卻到550-600℃，然後將熔體倒入生鐵槽中，在它冷卻後破碎至需要的粒級。
此外，可以在具有類似溫度範圍的真空感應爐中製備推薦的精煉劑。
在獲得這種粒級後將其與碳化鈣和碳化矽混合，然後將這種混合物加入盛鋼桶中，以進行鋼的精煉脫硫和去除非金屬夾雜物。
按下述方法使用多用途鋼精煉劑。
將要進行精煉的金屬在煉鋼設備中進行熔煉，作為煉鋼設備可以使用任何已知設備，例如平爐、電爐、頂吹、底吹和二者聯合吹氧、氧氣混合氣、惰性氣體及其混合氣的轉爐。
在煉鋼設備中得到含碳和含下列化學成分的半成品鋼水，重量%C 0.05-0.3Mn 0.05-0.1Si 微量Al 微量S 最多0.030P 最多0.025Fe 餘量用於生產含碳半成品鋼水的煉鋼設備的選擇取決於需要量和所提出的具體多用途鋼，這可由企業-鋼廠(生產者)確定。
將在煉鋼設備中獲得的含碳半成品鋼水放入容量與煉鋼設備相當或為其容量一倍的盛鋼桶中。
在含碳半成品鋼水放入盛鋼桶的過程中加入鐵合金或含有氧化物形式合金元素的材料以及所推薦的多用途鋼精煉劑。
所有這些材料的加入進行至含碳半成品鋼水倒入盛鋼桶中結束為止。
作為含有合金元素氧化物的氧化物材料可以使用含有氧化錳、氧化鉻、氧化釩、氧化鈦的物料，根據要求獲得的鋼的規定化學成分，將上述物料單獨或以不同組合加入。
在盛鋼桶中合金元素由氧化物還原的過程是短暫的，實際上隨著含碳半成品鋼水倒入盛鋼桶中結束而完成。
合金元素進入鋼的回收率達到90-97%。
與合金化的同時到出鋼結束完成鋼的精煉脫硫和去除非金屬夾雜物，這就能達到改善鋼的質量和降低其處理成本。
在使用鐵合金熔煉鋼的出鋼過程中使用推薦的多用途鋼精煉劑時能改善鋼的質量，但程度較小。這可能是從煉鋼設備放出含碳半成品鋼水通常伴隨有所謂的「爐渣」，即存在於煉鋼設備中的渣流入盛鋼桶中，這導致增加氧化劑的損耗，由於爐渣的高氧化度降低了鋼的脫硫並增加非金屬夾雜物含量。磷從渣中完全還原並轉入鋼中。截取爐渣和形成以自熔造渣混合物為主的新渣或綜合渣使工藝過程複雜化並使產量受到損失，同時提高鋼的價格，這在生產多用途鋼時不一定有利。
因此，在由氧化物進行合金化的鋼處理過程中最適合使用所推薦的多用途鋼精煉劑。
在將含碳半成品鋼水放入盛鋼桶的過程中加入多用途鋼精煉劑和含有合金元素氧化物的材料，能夠降低加入推薦的多用途鋼精煉劑成分中的對氧具有高度親和力的元素的燒損。含有合金元素氧化物的材料在出鋼過程中熔化在含碳半成品鋼水表面形成渣層並防止多用途鋼精煉劑與大氣中的氧接觸。獲得充分脫氧的金屬，它易於脫硫，同時提高成品鋼的質量。
推薦的多用途鋼精煉劑可以以混合物形式使用，這種混合物由碳化鈣、碳化矽和鋁、鎂、鐵合金組成。這樣的混合物與在其中組分的最大含量的主要元素以純元素存在的混合物相比工藝性能更好，更廉價。
在製備混合物時使用碳化矽與碳化鈣，碳化矽成分中含有，重量%SiC-97.82;SiO-0.17;SiO2-0.12;Al2O3-0.90;Fe2O3-0.43;CaO-0.3;MgO-0.26;碳化鈣成分中含有，重量%CaC2-78.9;CaO-17.3;Al2O3-1.6;SiO2-0.8;Fe2O3-0.5;MgO-0.9。
加入多用途鋼精煉劑成分中的鋁、鎂和鐵合金通過在5噸感應爐中熔煉各組分製得。
在由鹼性耐火材料製成的感應爐坩堝中裝入鋁和鎂並在600-650℃下將其熔化。然後將熔體加熱到1000-1100℃，在熔體表面通入惰性氣體。在過熱的熔體中分批加入鐵，在其全部熔化之後，將合金冷卻到550-600℃。然後將合金澆鑄到生鐵底板上，在其冷卻之後破碎至需要的粒級。為了防止鎂和鋁氧化，這種合金的熔煉也可以在真空感應爐中進行。
推薦的多用途鋼精煉劑可以以合金形式使用。第一，可以簡化精煉劑的保存、製備和加入盛鋼桶的操作。它不象碳化鈣那樣怕水分，也不象碳化矽那樣具有高研磨性，不需要在專用混合器中混合。第二，以合金形式的多用途鋼精煉劑具有均勻的化學成分和密度，這就保證在盛鋼桶中鋼的精煉過程的穩定滲透。第三，利用合金成分調節組分對氧、硫和非金屬夾雜物的活性。
熔煉工藝、溫度規範和澆鑄工藝類似於製備鋁、鎂和鐵合金。
作為配料使用下列材料鋁，含量重量%Al-99.8;Fe-0.12;Si-0.01;Cu-0.01;Zn-0.04;Ti-0.02;
結晶矽，含量重量%Si-98.8;Fe-0.5;Al-0.5;CaO-0.2;
金屬鈣，含量重量%Ca-98.96;Al-0.1;Mg-0.5;Mn-0.05;N-0.06;O-0.3;Fe-0.01;Si-0.02;
金屬鎂，含量重量%Mg-98.6;Ca-0.3;Al-0.5;Si-0.2;Mn-0.1;Cu-0.3;
碳(以石墨化元素的電極碎塊形式)，含量重量%C-98.0在鍛鍊時損失-2.0;
鐵，含量重量%Fe-99.5;C-0.1;S-0.003;P-0.005;Mn-0.2;Si-0.022;Cu-0.07;Zn-0.1;
火石合金，含量重量%稀土元素-98.0;Fe-餘量。
為了降低合金價格和簡化配料熔煉工藝可以加入和使用更價廉的材料，例如
矽鈣合金，含量重量%Ca-31;Si-65;Fe-3;Al-1;
矽鐵合金，含量重量%Si-90.0;Mn-0.2;Cr-0.2;P-0.03;S-0.02;Al-3.5;Fe-6.05;
以及化學性質接近的和價格更受歡迎的其他材料。
在多用途鋼精煉劑中推薦的鋁和矽的量使能獲得具有高脫氧度的金屬。
這為鋼的順利脫硫創造了有利的條件，也使合金元素有可能從其氧化物還原並在鋼中有最大的回收率。此時所形成的鋁矽酸鹽複雜非金屬夾雜物的熔點低並易於漂浮在渣上，同時不降低渣的物理-化學性能(熔點、流動性、粘性、對硫和非金屬夾雜物的吸附能力等等)。
在多用途鋼精煉劑中違反推薦的鋁和矽的含量導致脫氧過程的惡化，因而降低金屬脫硫程度。此外，由於渣的操作狀態破壞，惡化合金元素從其氧化物的還原。由於降低了渣的流動性，提高了渣的粘性和熔點，因而所形成的渣將不具有所需要的吸附能力。用這種材料處理過的鋼由於高的含硫量和非金屬夾雜物將具有低的機械性能。
以推薦的量存在於推薦的多用途鋼精煉劑中的鈣和鎂，在金屬倒入盛鋼桶的期間內能夠實現鋼的脫硫和所形成的非金屬夾雜物的改性，此時獲得高質量的鋼。
在多用途鋼精煉劑中推薦的鈣和鎂的含量增加或減少都導致降低精煉效果。由於高的硫含量以及大量粗大非金屬夾雜物不均勻地分布在金屬體積中而獲得低質量的鋼。
以上述量加入多用途鋼精煉劑成分中的碳，除了金屬的合金化作用外，還部分參與金屬的脫氧，因而有助於改善脫硫過程並有助於對非金屬夾雜物含量而言獲得更純的鋼，由於與溶解的氧相互作用的結果而生成的一氧化碳不受阻礙地從金屬中排出，同時一氧化碳氣泡的外層是活性的，易於吸附形成的非金屬夾雜物並將其排入渣中。
將碳含量降低到低於推薦的含量會導致必須採用補充金屬增碳劑，這就造成降低處理過程的工藝性以及由於由這些材料帶入的硫含量增加導致惡化金屬的質量。將碳含量增加到高於推薦的含量就限制多用途鋼精煉劑應用於低含碳量的鋼。同樣降低精煉劑中其他成分的含量，由於含硫量和非金屬夾雜物量增加，以及由於合金元素的低還原率未達到預定的化學成分，會導致成品鋼的質量惡化。
在多用途鋼精煉劑中推薦的鐵含量對於增加精煉劑所需的密度和為了增加精煉劑中碳是必須的。
將所述的鐵含量範圍向高的或低的方向改變，會導致用推薦的多用途鋼精煉劑處理過的鋼的質量惡化。這是由於對氧具有活性的元素燒損所造成的，這就導致降低鋼的脫硫，合金化元素的還原和非金屬夾雜物的變性。
在多用途鋼精煉劑中推薦的鐵含量對於增加精煉劑所需的密度和提高其中的碳含量是必須的。違反所提出的鐵含量範圍會惡化用推薦的多用途鋼精煉劑處理過的鋼的質量，由於對氧具有活性的元素燒損，就導致降低鋼脫硫，合金元素還原和非金屬夾雜物改性。
具體實施本發明的實施例。
實施例1在350噸帶有鹼性內襯的盛鋼桶中處理時使用推薦的多用途鋼精煉劑。
將在吹氧轉爐中獲得的含有重量%C-0.05;Si-微量;Mn-0.05;S-0.014;P-0.012;Al-微量;Fe-餘量，溫度為1640℃的含碳半成品鋼水放入盛鋼桶中。同時加入熱加工過的含錳氧化物材料和推薦的以混合物形式的多用途鋼精煉劑。含錳氧化物材料的化學成分為，重量%MnO-53.6;SiO2-29.1;Fe2O3-3.9;Al2O3-3.3;P2O5-0.83;CaO-6.6;MgO-2.1;C-0.4;S-0.17。多用途鋼精煉劑其成分含有，重量%Al-40;Si-35;Ca-5;Mg-7;C-10;Fe-餘量。在含碳半成品鋼水放入盛鋼桶中結束時完成處理。
加入盛鋼桶中所有材料的消耗為熱加工過的含錳氧化物材料3.8噸，按照本發明推薦的鋼精煉劑量為氧化錳還原和鋼精煉所必須的量。
所獲得鋼的化學成分如下，重量%C-0.11;Mn-0.49;Si-0.21;S-0.003;P-0.014;Al-0.024;Fe-餘量。
此時錳的回收率為98.2%，脫硫率78.6%。
在連續澆鑄設備(MH
3)上將成品鋼水澆鑄成截面為350×1650mm的曲線型鋼坯，然後將鋼坯軋製成厚10-30mm的板材並進行金相檢驗。非金屬夾雜物含量(等級)為氧化物-1.4;硫化物-1.6;矽酸鹽-2.1。所獲得的鋼由於低含量的硫和非金屬夾雜物而具有高質量。
實施例2如實施例1所述在盛鋼桶中用推薦的多用途鋼精煉劑對金屬進行處理。
使用與在實施例1中使用的相同材料。
在吹氧轉爐中獲得含碳半成品鋼水後，將其放入帶有鹼性內襯的盛鋼桶中，半成品鋼水含有，重量%C-0.05;Si-微量;Mn-0.05;S-0.015;P-0.014;Al-微量;Fe-餘量。在半成品鋼水放出期間加入含錳氧化物材料和推薦的以碳化鈣、碳化矽和鋁、鎂、鐵合金的混合物形式的多用途鋼精煉劑。同時推薦的多用途鋼精煉劑換算成組分含有，重量%Al-30;Si-30;Ca-10;Mg-5;C-20;Fe-餘量。
獲得含有下列化學成分的鋼，重量%C-0.12;Si-0.19;Mn-0.46;S-0.005;P-0.015;Al-0.020;Fe-餘量。
此時錳的回收率91.4%，脫硫率66.7%。
在連續澆鑄設備上將成品鋼水澆鑄成截面350×1650mm的曲線型鋼坯，然後將鋼坯軋製成厚10-30mm的板材並進行金相檢驗。
非金屬夾雜物含量(等級)為氧化物-1.5;硫化物-1.7;矽酸鹽-2.0。
由於硫含量和非金屬夾雜物含量低，所獲得鋼有高的質量。
實施例3如實施例1和2所述用推薦的多用途鋼精煉劑處理和澆鑄成品鋼水。
使用的材料也相同。
在吹氧轉爐中獲得的含碳半成品鋼水含有，重量%C-0.06;Si-微量;Mn-0.004;S-0.016;P-0.05;Al-微量;Fe-餘量。
為了在盛鋼桶中進行處理使用推薦的以合金形式的多用途鋼精煉劑，該合金成分含有，重量%Al-40;Si-25;Ca-15;Mg-5;C-10;Fe-餘量。
所獲得的鋼含有下列化學成分，重量%C-0.11;Si-0.19;Mn-0.48;S-0.006，P-0.015;Al-0.025;Fe-餘量。
此時錳的回收率為97.6%，脫硫率為62.5%。
成品鋼的非金屬夾雜物含量(等級)為氧化物-1.6，硫化物-1.8;矽酸鹽-1.8。
由於硫含量和非金屬夾雜物含量低，所獲得的鋼有高的質量。
實施例4使用推薦的以混合物形式的多用途鋼精煉劑進行處理，混合物成分含有，重量%Al-30;Si-35;Ca-5;Mn-7;C-20;Fe-餘量。
鋼的熔煉、精煉和澆鑄工藝如上述實施例1-3。
在吹氧轉爐中獲得含碳半成品鋼水之後，將其在盛鋼桶中進行處理，該半成品鋼水含有;重量%C-0.04;Si-微量;Mn-0.05;S-0.015;P-0.015;Al-微量;Fe-餘量。
獲得的鋼含有下列化學成分，重量%C-0.09;Si-0.21;Mn-0.48;S-0.006;P-0.016;Al-0.021;Fe-餘量。
此時錳的回收率為95.4%，脫硫率為60.0%。
成品鋼的非金屬夾雜物含量(等級)為氧化物-1.5;硫化物-1.9;矽酸鹽-2.0。
實施例5在盛鋼桶中進行熔合有鉻的鋼的處理，使用轉爐渣作為含鉻的氧化物材料，轉爐渣含有下列化學成分，重量%Cr2O3-70.84;FeO-12.13，Al2O3-9.35;SiO2-5.94;MgO-1.74。
用石灰和螢石作為造渣劑。
在轉爐中獲得含碳半成品鋼水並達到1650℃之後，將其放入帶有鹼性內襯盛鋼桶中。半成品鋼水含有，重量%C-0.06;Si-微量;Mn-0.08;S-0.026;P-0.012;Al-微量;Cr-0.10;Ni-0.59;Cu-0.51;Fe-餘量。
在含碳半成品鋼水放入盛鋼桶的過程中加入13.5噸含鉻氧化物材料，1.5噸石灰，0.02噸螢石和推薦的以合金形式的多用途鋼精煉劑。精煉劑成分中含有，重量%Al-37;Si-25;Ca-15;Mg-7;C-12;Fe-餘量。
獲得的鋼具有下列化學成分，重量%C-0.01;Si-0.95;Mn-0.62;Al-0.035;S-0.007;P-0.015;Cr-0.87;Ni-0.59;Cu-0.51;Fe-餘量。
通過添加鐵合金加入其他合金元素。
鉻的回收率為86.2%，而脫硫率為73.1%。
如實施例1和2所述在連續澆鑄設備上澆鑄並軋成板材之後，進行金相檢驗。
所得的金屬具有較低等級的非金屬夾雜物，這就證明金屬具有更高的質量。
非金屬夾雜物含量為氧化物-1.5;硫化物-1.8;矽酸鹽-1.9。
實施例6如上述實施例進行金屬處理和澆鑄。使用的材料同實施例5。
在轉爐中獲得含碳半成品鋼水之後，在將其放入盛鋼桶中的期間內用合金形式的多用途鋼精煉劑處理鋼水。半成品鋼水成分中含有，重量%C-0.06;Si-微量;Mn-0.05;S-0.0022;P-0.012;Al-微量;Cr-0.13;Ni-0.68;Cu-0.55;Fe-餘量。合金形式的多用途鋼精煉劑成分中含有，重量%Al-35;Si-30;Ca-7;Mg-5;C-20;稀土元素;Fe-餘量。
獲得的鋼具有下列化學成分，重量%C-0.12;Si-1.01;Mn-0.73;S-0.007;P-0.013;Al-0.023;Cr-0.90;Ni-0.68;Cu-0.55;Fe-餘量。
鉻從氧化物中的回收率為96.2%，脫硫率為68.2%。
成品鋼的金相檢驗表明，非金屬夾雜物含量值如下氧化物-1.6;硫化物-1.7;矽酸鹽-1.6。夾雜物為球形，且是細分散的。
實施例7
在吹氧轉爐中得到並具有下列化學成分的半成品鋼水，重量%C-0.05;Si-微量;Mn-0.05;S-0.021;P-0.015;Al-微量;Cr-0.10;Ni-0.69;Cu-0.53;Fe-餘量。在將上述鋼水放入盛鋼桶的期間內在其中用推薦的含鉻多用途鋼精煉劑對其進行處理。
使用與實施例5和6相同的含鉻氧化物和成渣材料。
推薦的多用途鋼精煉劑以含有碳化鈣、碳化矽和合金的混合物形式使用，合金含有鋁鎂、稀土和鐵，精煉劑成分中換算成純元素含有如下比例，重量%Al-30，Si-28;Ca-15;Mg-6;C-10;稀土元素-3;Fe-餘量。
在含碳半成品鋼水從煉鋼設備放入盛鋼桶中結束時完成鋼水的處理。
獲得的鋼具有下列化學成分，重量%C-0.10;Si-1.08;Mn-0.72;S-0.007;P-0.015;Al-0.024;Cr-0.87;Ni-0.69;Cu-0.53;Fe-餘量。
此時，鉻從氧化物中的回收率為96.2%，脫硫率為66.7%。
金相檢驗得出下列非金屬夾雜物含量結果氧化物-1.4;硫化物-1.6;矽酸鹽-1.7。夾雜物是球形和細分散的。
實施例8使用與實施例5-7相同的含鉻和成渣物料。放入盛鋼桶中和在其中的處理工藝以及澆鑄工藝如實施例5-7所述。
待處理的含碳半成品鋼水具有下列化學成分，重量%C-0.05;Si-微量;Mn-0.07;S-0.022;P-0.013;Al-微量;Cr-0.10;Ni-0.68;Cu-0.53;Fe-餘量。
以合金形式使用推薦的多用途鋼精煉劑，其成分含有，重量%Al-40;Si-26;Ca-10;Mg-6;C-12;稀土元素-5;Fe-餘量。
精煉後的成品鋼具有下列化學成分，重量%C-0.10，Si-1.00;Mn-0.73;S-0.006;P-0.013;Al-0.026;Cr-0.88;Ni-0.68;Cu-0.53;Fe-餘量。
鉻的回收率為97.5%，脫硫率為72.7%。
在鋼澆鑄和軋制之後對非金屬夾雜物進行金相檢驗。鋼的非金屬夾雜物含量(等級)為氧化物-1.7;硫化物-1.4;矽酸鹽-1.6。
獲得高質量的鋼，因為鋼中含硫量低，非金屬夾雜物為球形並細分散的，且均勻分布在金屬體積中。
實施例9在處理熔合有錳的多用途鋼時使用推薦的以合金形式的多用途鋼精煉劑，精煉劑成分中含有，重量%Al-32;Si-35;Ca-8;Mg-7;C-11;稀土元素-1.5;Fe-餘量。
作為含錳氧化物材料使用與實施例5相同的具有相同損耗率的材料。
待處理的含碳半成品鋼水具有下列化學成分，重量%C-0.05;Si-微量;Mn-0.05;S-0.016;P-0.015;Al-微量;Fe-餘量。
此時錳的回收率為95.6%，脫硫率為68.8%。
鋼的非金屬夾雜物含量(等級)為氧化物-1.4;硫化物-1.7;矽酸鹽-1.9。
實施例10使用以合金形式的所推薦的多用途鋼精煉劑，精煉化學成分為，重量%C-0.06;Si-微量;Mn-0.05;S-0.018;P-0.015;Al-微量;Fe-餘量的含碳半成品鋼水。多用途鋼精煉劑的化學成分為，重量%Al-38;Si-28;Ca-10;Mg-7;C-12;稀土元素-2.0;Fe-餘量。
使用與實施例1-4和9相同的材料。
在精煉結束後得到的鋼具有下列化學成分，重量%C-0.10;Si-0.19;Mn-0.47;S-0.006;P-0.015;Al-0.021;Fe-餘量。
錳的回收率等於93.2%，脫硫率等於66.7%。
如實施例1所述進行成品鋼的澆鑄，以後的軋制和金相檢驗。
得到下列非金屬夾雜物含量結果氧化物-1.5;硫化物-1.7;矽酸鹽-1.8。
由於低的含硫量及有利形狀和形態的非金屬夾雜物，所得的鋼是高質量的。
本發明藉助於從氧化物還原合金元素可最有效地用於鋼的合金化精煉過程，例如用於含錳多用途鋼在盛鋼桶中的精煉過程。此時鋼脫硫為60-80%，非金屬夾雜物含量(等級)為氧化物-1-2;硫化物-1-2;矽酸鹽-1.5-2.5。
權利要求
1.一種多用途鋼精煉劑，該精煉劑含有鋁、矽、鈣、鎂、碳和鐵，其特徵在於，它含有以下比例的組分，重量%Al 30-40Si 35-25Ca 5-15Mg 7-5C 20-10Fe 餘量。
2.按照權利要求1的精煉劑，其特徵在於，補充含有稀土元素，此時它含有以下比例的組分，重量%Al 30-40Si 30-25Ca 15-5Mg 5-7C 10-20稀土元素 5-1Fe 餘量。
3.按照權利要求1的精煉劑，其特徵在於，補充含有稀土元素，此時它含有以下比例的組分，重量%Al 30-40Si 35-25Ca 15-5Mg 5-7C 10-12稀土元素 1-2Fe 餘量。
全文摘要
一種推薦的多用途鋼精煉劑含有以下比例的組分，重量％Al 30-40Si 35-25Ca 5-15Mg 7-5C 20-10Fe 餘量。
文檔編號C21C7/04GK1053449SQ9010078
公開日1991年7月31日 申請日期1990年1月19日 優先權日1990年1月19日
發明者安託力·雅克夫羅維奇·那克尼克, 亞利山大·朱利維奇·澤特斯夫, 莫那特·澤克博根若維奇·託洛莫博科夫, 朱利·弗得羅維奇夫雅特墾, 瓦西裡·瑟夫莫維奇·科帕克夫 申請人:頓涅茨克多種技術研究院