用于合成钢包渣、处理钢包渣及涂覆耐火包衬的组合物和方法技术

本发明专利技术涉及在初炼炼钢容器之外，如在钢包中精炼钢。它特别是一种Ａ）在该钢水上合成一种渣的方法，该渣：（ｉ）减轻从初炼炼钢容器中带来而自然存在的渣的有害效果；（ｉｉ）由于放出气体及发泡，其毛体积密度低；（ｉｉｉ）适用于精炼钢；及（ｉｖ）不侵蚀耐火包衬；Ｂ）处理任何进入钢包的初炼渣的方法和组合物；Ｃ）一种涂覆耐火衬的方法和组合物。本发明专利技术涉及通过添加各种物料在现场制备二次钢包渣、对钢包渣的处理及保护耐火衬，该物料包括碳化钙、起泡剂，如一种或多种钙、镁、及钠的碳酸盐以及其它的用于调整渣成分的组份。该二次钢包渣的性能是用一种光学碱度标度设计的。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在初级炼钢容器外，如在钢包中精炼钢。本专利技术特别是A)一种用于在钢液面上合成一种钢包渣的方法和组合物，该渣(ⅰ)减轻已有的来自初级炼钢容器的初炼渣的有害作用(ⅱ)由于气体逸出和形成泡沫，其毛体积密度低;(ⅲ)适用于对钢精炼;(ⅳ)不侵蚀耐火包衬及(ⅴ)在电弧重加热期间保障稳定的等离子流;和B)一种用于处理来自初级炼钢容器进入该钢包的初炼渣的方法和组合物;及C)用于涂覆耐火包衬，尤其是渣线处的方法和组合物。炼钢多半是一种包含多个步骤的间断的生产方法。在高炉中连续生产热熔融金属(含杂质的铁-碳合金)而产生铁，铁水分批地，必要时与一些废钢一起输入初炼转炉，如碱性氧气转炉，然后通过吹氧去碳去磷将其转变成钢(初炼钢)。不然也可将废钢在初炼电弧炉中通过吹氧去除碳和磷而进行熔炼。在上述两种初炼操作中，钢通常在有初炼渣存在时形成，该渣主要由包括钙、硅、铁、锰、磷、铬和铝的氧化物组成。在浇铸前初炼渣就钢的可接受的氧含量方面而言是“氧化性的”，因此，它对于进一步的钢的精炼工序而言是不适宜的。过去，在初炼炼钢容器中将初炼渣改性，然后进行二次精炼步骤以调整钢和初炼渣的成份和温度。而近来，这种精炼步骤在初炼炼钢容器外，通常在用来将钢水运至扒渣或浇铸处的转运钢包中进行。如在本文中所用的钢包这个词，描述了一种通常有可消耗的耐火衬的容器，它用于将金属液，特别是钢液，从一处转运往另一处，如从初炼炼钢炉运到连铸机。近几年来，在钢包中精炼已成为普通的实践，并且现在经常与电弧在该包中的重加热结合来保持和控制温度。钢包渣(二次钢包渣)是钢包精炼的重要方面，因为它的化学和物理性质影响着生产的经济性及成本钢的质量。在大部分钢包精炼实践中，钢水基本上不带初炼渣地从初炼炼钢容器中出到钢包中。另外，初炼渣可在将钢出到包中之后，用扒渣或类似的已知方法基本上被排除。然后往包中的基本上无渣的钢中加渣料以合成一种有所需性能的新渣，即通常所指的合成钢包渣或二次钢包渣。其它的消除初炼渣的途径是将初炼渣随钢一起出，然后再处理此初炼渣，以使之适于二次精炼。二次钢包渣应具备下列功能的各种组合和适用于特定用途的特性1.在钢的表面上具有连续的熔融氧化物相;2.捕捉和留住存在钢中的内含的非金属物质;3.对钢是非氧化性的或还原性的;4.控制钢的硫含量;5.不侵蚀钢包的耐火衬;6.在包中电弧重加热时有助于电弧稳定;7.防止钢与大气接触;及8.具有绝热性。单独的二次钢包渣的组份在精炼钢的温度下不会熔化。然而通过保证这些组份有合适的比例，合适的粒度范围并良好地混合，就可能在精炼钢的温度下，以一种将这些组份彼此互溶的方法形成熔渣。为加速此互溶过程，钢包渣料应很好地在一起混合，并应经精选以将各组份的颗粒被制得小得足以促进快速溶解并大到足以保证添加料均匀地分布于盖在熔体表面上的该钢包渣中。常规实践更倾向采用约0.50-约1.50吋范围内的粒度，虽然出于特定的目的也偶然地采用小的粒度。尽管在本
中是已知的，但就合适的粒度而言尚有分歧意见。此类组份在将其加至钢包前充分混合的必要性尚未得到广泛的承认。在实践中，不使用助熔剂，如氟化钙，而使钢包渣料溶解而形成连续的熔融氧化物相是很难达到的。诸如氟化钙之类的助熔剂的缺点是它们可以溶解包的耐火衬。也可以在包中用电弧加热来加速渣料的溶解。强力的来自电弧的热可使渣料各组份熔化，并更快地溶解。然而，渣的过热也可能增加耐火包衬材料的溶解率。采用电弧加热的另一问题是电弧的不稳定性可增加耐火包衬的损耗，这种不稳定性使得热气和渣被推向包的耐火衬。采用高碱度的液态钢包渣来降低电弧的不稳定性在本
中是公知的，如Oliver等人在“International Symposium on Ladle Steelmaking and Furnaces”Metallurgical Society of CIM，August 28-31，1988，Pages 130-143中就讲过。经电极中的轴向孔喷氩使电弧稳定在本
中也是公知的，如Segsworth在美国专利US4，037，043中及Oliver等人在“Plasma Heating for Ladle Treatment Stations”Iron and Steelmaker，July 1989，Pages 17-22中就曾讲过。这些措施可降低电弧的不稳定性并借此降低耐火衬的损耗率，但它们消除不了电弧的不稳定，于是还需要寻找另外的途径以促使电弧更加稳定。如在美国专利US4，447，265和US4，528，035所述其它的使电弧稳定的已知方法是形成泡沫渣以便埋弧。这些操作包括在精炼期将碳质物料、石灰和氧喷入初炼炼钢炉中。此方法被认为对增加渣的体积及防止耐火炉壁的过分损耗是有效的。然而喷氧产生了氧化性气氛，这对于需要还原条件的钢包电弧精炼是不适宜的。遗憾的是，耐火衬的寿命可能因这种工艺而提高。在美国专利US4，198，229中Katayama等人讨论了采用碳化钙作为使合金钢、不锈钢或铬铁脱磷的合成渣的一个组份。在此技术中，碳化钙、碱金属卤化物及任选的钙金属合金的结合创造出一个条件，借此条件可在渣/金属界面处的渣相内得到金属钙。这种金属钙则可与溶在金属相中的磷结合成被吸收入渣相中的Ca3P2，借此使金属脱磷。碳化钙的目的在于脱磷，而不是使金属或渣脱氧。在美国专利US4，842，642中Bowman讨论了采用炼铁高炉渣熔化合成钢包渣的其它组份，特别是石灰和白云石，借此降低包衬耐火材料的损耗率。这一技术被认为是促进了MgO向渣中的溶解，从而缩短了耐火包衬中的MgO和溶于渣中的MgO间的不平衡期，以使耐火衬的损耗率下降。正如上所提到，经常作出努力从钢包精炼过程中消除初炼渣，不是将初炼渣保留在初炼炼钢炉中，就是将其从包中的熔体表面上扒出，或两种方法都采用。这些方法的成功程度是变化不定的和不可预见的。经常在二次精炼开始时还有一些初炼渣遗留在包中的钢液面上。在出钢过程中添加还原剂，如硅铁或铝于渣或包中来减少自初炼渣中带来的铁和锰的氧化物是公知的。然而，若添加过量的这类还原剂溶于钢中，则使钢的化学成份发生变化并难以预料。另外，与这些还原剂相结合的反应产物对耐火包衬来说可能是酸性的，从而增加了包衬材料在渣中的溶解度，因此增加了包衬的损耗率。碳一直被用作这种还原剂，但由于碳质添加剂相对于渣的比重低及它与钢包上方的空气的反应性，故其效果很差而且不易预料。碳也是可溶于钢的，所以可能在此过程中被钢吸收，因而改变了钢的化学成份，这在大多数情况下是不希望的。为增大渣的体积，使电弧稳定及延长耐火材料的使用寿命，使渣起泡的技术一直成功地用于炼钢电弧炉(初炼)。此炼钢炉是一种氧化性的环境(其功能之一就是将碳化钢中氧化掉)，所以使渣起泡是通过随着从喷枪喷出的氧或随氧化铁料将粒状的碳和石灰喷入该炉而完成的。碳与氧源结合形成CO气体并使渣起泡。喷入的石灰冷却了渣而使泡沫稳定。这一实践已被推荐用于钢包中，但并不合适，因为需要喷氧或铁的氧化物，而此二者在钢包精炼法中都是不希望有的。在释放气体时吸热的起泡剂按贯例不用于钢包精炼法中。使用还原剂还原钢包渣中的铁的氧化物也是公知的，但所用的这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于合成和处理钢包渣的组合物，它包含混合起来的约２％－约５５％的碳化钙和其量足以降低该渣的密度并增大该渣体积的起泡剂。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克L凯梅尼，戴维J索辛斯基，
申请(专利权)人：谭氏陶器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]