[發明專利]一種用于鋼液脫氧鈣處理的加鈣方法

有效

• 申請號: 201310399979.X
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103451365A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 劉欣隆;孫樹森;周四明
• 申請（專利權）人: 上海盛寶冶金科技有限公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

技術領域

本發明屬于煉鋼爐外精煉技術，具體涉及一種用于鋼液脫氧鈣處理的加鈣方法。

背景技術

鈣處理是20世紀70年代發展起來的一種鋼水精煉手段，歷史上，曾經有過向鋼包內直接加入鈣合金、向鋼液內噴吹鈣合金等方法，但由于處理效果不穩定或成本過高等原因已漸被淘汰，現在應用的是鋼包喂鈣線方法。它是將鈣合金（Ca、Ca-Si、Ca-Fe等）用鋼皮包裹制成包芯線，通過喂絲機的導引管將其以很高的速度插入鋼液。喂絲過程中同時伴隨惰性氣體攪拌，以增加Ca在鋼液中的停留時間和進行良好的混合。這種方法在全世界的鋼鐵企業中得到了廣泛應用并取得了極大成功。鋼包喂鈣線的主要處理效果為：

（1）降低鋼液中的O、S含量，同時鋼水中含有一定量的鈣可提高鋼水的流動性。

（2）鋼液中的氧化物夾雜不形成串簇狀而轉變為均勻分散的含Ca氧化物夾雜，從而減少夾雜物尺寸，在鋼材軋制時不會變形。改善鋼液潔凈度。

（3）在Al鎮靜鋼中加入Ca易把Al₂O₃夾雜變成液態鈣鋁酸鹽，便于它聚合長大上浮，提高了鋼液潔凈度，從而防止水口堵塞。

但由于金屬鈣的熔點低（845℃）、沸點低（1450℃），在鋼液中極易氣化上浮到鋼渣表面上，與空氣中的氧及渣液中的氧化物產生劇烈反應，所以喂鈣線時需要盡量將包芯線喂入到鋼液最深處，利用鋼液的靜壓力，防止金屬鈣快速氣化，從而延長金屬鈣在鋼液中停留時間，達到對鋼液進行鈣處理的作用。

現有的幾種類型的含鈣或鈣合金的包芯線仍有下列缺陷：（1）含硅低鈣合金包芯線，例如CaSi包芯線：其缺點是在爐外精煉過程中進行鈣處理時不僅造成鋼水增硅，且處理成本高，因此不適用于低Si鋼種進行鈣處理。（2）含硅鈣粒、鐵粒、鈣粒混合物包芯線，例如Fe+Ca粉包芯線：其缺點是粉狀金屬鈣比表面積大，易被氧化。另外，在精煉溫度下，當外包層熔化后，裸露的金屬鈣快速氣化，易造成鋼渣液面激烈翻騰和飛濺，不僅鈣的收得率低（鈣的收得率僅8%—12%），還會造成鋼水增氮及產生不安全因素。（3）含純鈣絲包芯線，例如鈣絲直徑7.5毫米、鐵皮厚度0.55毫米包芯線：其缺點是雖然鈣的收得率較前兩種大大提高，但在鋼水鈣處理過程中，不僅鋼渣噴濺嚴重，還會造成鋼水會增氮5—8PPM及嚴重危及鋼廠生產安全。

喂線方法是影響鈣收得率的重要因素之一，喂線速度太快或太慢都會將合金釋放于鋼液的上部，從而降低甚至破壞處理過程；喂線的最佳速度能使包芯線的外皮在鋼包的底部附近開始熔化，從而將其所包裹的鈣芯釋放于該處，達到使鈣芯在被處理的鋼液中有最長的停留（或與熔體的作用）時間。

在現有的喂線技術中，通常將最佳喂線速度近似的簡化為與鋼包中鋼液高度有關的函數，即V=KH，式中V為最佳喂線速度，H為鋼液的真實深度，K為速度修正常數，也即最佳喂線速度僅僅是鋼包中鋼液深度的函數。由此所得的喂線速度顯然是粗略估算出來的，并不是最佳的喂線速度，其金屬鈣的利用率并未達到最佳。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種用于鋼液脫氧鈣處理的加鈣方法，該加鈣方法采用了復合結構的鈣芯線，通過設置鈣芯線的最佳入射高度、入射角度以及鈣芯直徑和芯皮厚度來確保鈣處理過程的成功，同時根據公式計算出最佳喂線速度進行喂入，達到包芯線芯皮在鋼包的底部附近開始熔化，從而將其所包裹的鈣芯釋放于該處，使鈣在鋼液中有最長的停留（或與熔體的作用）時間，以獲取鈣最高的利用率。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種用于鋼液脫氧鈣處理的加鈣方法，涉及鋼包內的鋼液，其特征在于所述加鈣方法采用復合結構的鈣芯線，所述鈣芯線由鈣芯、中間層和外包層構成，所述外包層包覆于中間層外表面，中間層包覆于鈣芯外表面，所述鈣芯直徑為5～6mm；所述鈣芯線的入射高度距所述鋼包內鋼液液面正上方43～47cm，其入射角為與所述鋼包內鋼液液面呈48°～52°的夾角。

當所述鈣芯直徑為5.5～5.6mm時，所述鈣芯線的入射高度距所述鋼包內鋼液液面正上方45～45.6cm，其入射角為與所述鋼包內鋼液液面呈50°～50.5°的夾角。

所述中間層呈中空圓柱狀或中空的近似圓柱狀，所述圓柱狀或近似圓柱狀的柱面上具有軸向開口。

所述開口呈緊密接觸狀。

所述中間層可以是粉狀物料填塞層。

所述的中間層厚度為0.2～1.5mm。

所述的粉狀物料填塞層為如下物質：硅鐵粉、鐵粉、鋁粉（鋁皮）、硅鈣粉、稀土、鋁酸鈣粉等中的一種或一種以上的混合物。