专利名称：含氧化锶真空精炼脱硫剂的制作方法
技术领域：
本发明属钢的冶炼领域，尤其涉及钢水真空精炼脱硫的精炼剂。 背景4支术
硫是钢中有害元素之一，常以MnS形式在晶界或异相界面偏聚，严重降 低了钢的加工性能与使用性能。 一些高级的专用钢，要求钢成品[S]《0. 005%、 [H]《0.0002%,甚至更低。为了满足深脱硫要求， 一般首先对铁水进行预脱 硫，其硫含量可降至0.005%以下，但对低硫的铁水，很难在转炉冶炼过程中 进一步脱硫，甚至在冶炼过程中由于加入含硫的废钢、矿石、石灰等炼钢辅 助料后，钢水中硫还会有所增加，因此必须对钢水进行炉外脱硫。当前，对 某些钢种既要脱硫又要脱氢时， 一些钢厂只好将炉外脱硫和RH等真空精炼炉 脱氢分别进行，即先进LF等精炼设备进行钢水脱硫后，再迸RH等真空精炼 炉进行脱氢。其缺陷是这种工艺热损大，物流复杂，给生产组织带来很大的 麻烦。尤其当RH等真空精炼炉有脱硫任务时，则不能先在LF等精炼设备进 行脱硫处理。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种含氧化锶真空 精炼脱硫剂，脱硫剂直接加入真空精炼炉中，脱硫任务在真空炉内完成，脱 硫效率高，并有一定的防回磷和减少钢中夹杂物的功能，简化生产工序、工 艺；简便易行、安全环保。
含氧化锶真空精炼脱硫剂各组分按重量百分比，由SrO 20 40%， CaO 15 35%， Al203《5%， CaF220 30%， Si02《8%， H20《1.0%，其余为杂质与粘接剂组 成；真空冶炼时，吨钢加入6-8Kg，平均脱硫率为^30%。
本发明进一步改进，各组分按重量百分比由SrO 20 26%，CaO 29 35%， Al203《5%， CaF2 20 23%， Si02《8%， H20《1.0%，其余为杂质与粘接剂组成； 真空冶炼时，吨钢加入6-8Kg，平均脱硫率为qs》32%。
本发明进一歩改进，各组分按重量百分比由Sr0 27 33。/。， CaO 22 28%， Al203《5%， CaF2 24 26%， Si02《8%， H20《1.0%，其余为杂质与粘接剂组成； 真空冶炼时，吨钢加入6-8Kg，平均脱硫率为iu>36%。本发明进一步改迸，各组分按重量百分比由SrO 34 40%， CaO 15 21%， Al203《5%， CaF2 27 30%， Si02《8%， H20《1.0%，其余为杂质与粘接剂组成； 真空冶炼时，吨钢加入6-8Kg，平均脱硫率为iu>40%。
本发明进所述含氧化锶真空脱硫剂中氧化锶含量>20%，并且SrO与CaO 的含量的重量百分比的比值》1.0。众所周知，SrO是元素周期表第二族第五 周期中金属Sr的氧化物，其碱性比CaO强，容易同钢水中的硫结合，比CaO 脱硫能力强。在进行RH真空精炼时，将本脱硫剂直接加入RH炉中进行脱硫、 脱氢，其机理简述如下:
一.SrO脱硫反应能力比CaO高
1. SrO脱硫反应自由能负值的绝对值比CaO的大
碳较高、铝较低时
SrO(s)+[S] + [C]= SrS(s)+CO(g)
△G°=76460 - 73. 12TJ/mol..................(i)
CaO(s)+[S] + [C]=CaS(s)+CO(g)
△G°=90210 - 71. 66TJ/mol ...............(2)
碳较低、铝较高时
3SrO(s)+3 [S] +2 [Al] = 3SrS(s)+Al203(s)
△G。= - 51470 - 96. 52TJ/mol...............(3)
3Ca0(s)+3[S]+ 2[Al]=3CaS(s)+ A1203(S)
△G0= - 10220 - 92. 14TJ/mol...............(4)
2. [%5]^与[%5]&。的关系
无论是[C]参与脱硫反应还是[A1]参与脱硫反应，根据式(1)与式(2) 或者式(3)与式(4)推导结果表明，SrO脱硫反应自由能负值的绝对值比 CaO的大。i>0= [%S]Cfl。
exp(一0.076—平).........(5)
式中AG°:反应标准吉布斯自由能变化值 exp:数学符号。Exp(f(xM表示e'w [%S]&。 SrO脱硫反应平衡时，钢中硫的重量百分含量。 [%5]&。 CaO脱硫反应平衡时，钢中硫的重量百分含量。 T:绝对温度
从上式可知，SrO脱硫反应不仅反应自由能负值的绝对值比CaO的大，即SrO脱硫能力比CaO强，并且在炉外精炼温度下，SrO脱硫平衡的[。/。s;u，仅仅 是0. 33 0. 36[%S]C。。。
3.氧化锶Sr0脱硫的[%0]含量的临界值比Ca0的高 众所周知，只有降低[%0]含量，才能有利脱硫反应的进行。有关资料表 明，在同一精炼温度下，SrS - Sr0平衡的a。,as比值比CaS - Ca0的高一个数量 级以上。在同样的钢水硫含量的情况下与CaO相比，SrO脱硫的[y。0]含量的临 界值比CaO的高，SrO可在钢水含氧量较高时就能脱硫。比如，当精炼温度 1580°C，钢液00.010%,
=0.001%时，即[%0]/阔=0. 1，此值低于SrS -SrO平衡值，而高于CaS-CaO平衡值。因此SrO能脱硫，而CaO不能脱硫。 二.氧化锶SrO脱磷能力比CaO强 随着氧化锶SrO增加，&。5下降，平衡的[P]相应降低。 根据有关研究，随着氧化锶SrO含量的增加，炉渣^。5不断减小。 为了进行热力学计算的简便，脱磷反应可写成2[P]+5[0XP20s)，则平衡
的=((尺./:5
5卢°因此当 5减小，钢中[P]相应降低。
随氧化锶Sr(/增加，磷容量增大，磷分配系数提高。
炉渣磷容量(；与&。5关系是
CP =《，磷分配系数Lp与磷容量关系是
Zp=CpXJ!^x^xy;。所以随(SrO)含量的增加，&。减小，则磷容量 M《 2 Cp与磷分配系数Lp相应提高，脱磷能力不断提高。
真空精炼时，于脱氧合金化后，脱硫剂由溜槽加入RH真空精炼炉中。
与现有技术相比，优点是
1. 新型含SrO精炼脱硫剂能对钢水进行较好的脱硫，同时可减少钢中磷 的含量，钢中夹杂物含量下降，钢的质量得到提高。
2. 可使部分的钢号，取消原工艺流程中的钢包喷粉脱硫，直接进入真空 精炼炉进行脱气、脱硫，加快了生产节奏，并降低炼钢成本。
3. 能对真空精炼的超低碳钢进行脱硫(ru>30%)。
4. 生产、储存和使用安全。
下面对照附图对本发明进一步说明。
图1是SrO与CaO脱硫反应AGa与温度关系。l是CaO与[C]一起脱硫反应自由能变化值(AGQ)与温度(t)的关系。 2是Sr0与[C]一起脱硫反应自由能变化值(AGQ)与温度(t)的关系。 3是CaO与[Al]—起脱硫反应自由能变化值(AG"与温度(t)的关系。 4是SrO与[Al]—起脱硫反应自由能变化值(AG°)与温度(t)的关系。 图2是SrO与CaO脱硫反应平衡硫含量比值与温度的关系。 5是SrO脱硫反应平衡的硫含量([S] SrO)与CaO脱硫反应平衡的硫含 量([S] CaO)比值与温度(t)的关系。
图3是不同碱土金属的硫化物一氧化物平衡时[。/。0]/[Q/。S]与温度的关系。 6是BaS-BaO平衡的氧活度(a。)与硫活度(as)比值(a。 / as)与温度 (t)的关系。
7是SrS-SrO平衡的氧活度(a。)与硫活度(as)比值(a。 / as)与温度 (t)的关系。
8是CaS-CaO平衡的氧活度(a。)与硫活度(as)比值(a。 / as)与温度 (t)的关系。
9是MgS-MgO平衡的氧活度(a。)与硫活度(as)比值(a。 / as)与温度 (t)的关系。
图4是SrO对^、。5的影响(1350°C)。
10是加入SrO (3.54% 11.6%)数量与五氧化二磷活度系数(520;)关 系的实验数值。
11是扣除SrO作用后的计算值。随着SrO含量增加，炉渣&^不断降低。 图5是SrO对ig;的影响(1350°C)。
12是加入SrO (3.54% 11.6%)数量与磷分配系数(Lp)关系的实验数值。
13是扣除SrO作用后的计算值。
具体实施例方式
下面用实施例进一步说明本发明，用平均脱硫率(As)表示其脱硫效率， 这数值越高，说明脱硫能力越强。 实施例1
1. 在常温常压下，先检査原料的化学成分及粒度。
2. 按表1中各组分质量百分比进行配料。
3. 搅拌机混匀、成型机造粒，粒度为①3 5腿。
4. 烘干冷却后称重装袋。5.在RH真空冶炼时直接加入RH炉，加入量6-8Kg/t。 各组分成分含量、吨钢加入量及ils列于表1中。 实施例2
按实施例1方法制备，各组分成分、吨钢加入量及平均脱硫率列于表1中。
实施例3
按实施例1方法制备，各组分成分、吨钢加入量及平均脱硫率列于表1中。
实施例4
按实施例1方法制备，各组分成分、吨钢加入量及平均脱硫率列于表1中。
实施例5
按实施例1方法制备，各组分成分、吨钢加入量及平均脱硫率列于表1中。
实施例6
按实施例1方法制备，各组分成分、吨钢加入量及平均脱硫率列于表1中。
表1精炼剂化学成分与平均脱硫率一览表
项目精炼剂化学成分 ％加入量 kg/t平均
Sr0Ca0CaF2Si02A1203H20粘结剂实施例1202025《8《5《1.0适量6 8》30
实施例2242330《8《5《1.0适量6 8》32
实施例3272628《8《5《1.0适量6 8》34
实施例4302922《8《5《1.0适量6 8》36
实施例5353420《8《5《1.0适量6 8》38
实施例6401524《8《5《1.0适量6 8》40
权利要求
1、含氧化锶真空精炼脱硫剂其特征在于各组分按重量百分比，由SrO20～40％，CaO 15～35％，Al2O3≤5％，CaF220～30％，SiO2≤8％，H2O≤1.0％，其余为杂质与粘接剂组成；平均脱硫率为ηs≥30％。
2、 根据权利要求1所述含氧化锶真空精炼专用脱硫剂，其特征在于各组 分按重量百分比由Sr0 20 26%， Ca0 29 35%, Al203《5%， CaF220 23%， Si02 《8%， H20《1.0%，其余为杂质与粘接剂组成；平均脱硫率为iU>32%。
3、 根据权利要求1所述含氧化锶真空精炼专用脱硫剂，其特征在于各组 分按重量百分比由Sr0 27 33%， CaO 22 28%, Al203《5%, CaF224 26%， Si02 《挑，H20《1.0%，其余为杂质与粘接剂组成；平均脱硫率为ru>36%。
4、 根据权利要求1所述含氧化锶真空精炼专用脱硫剂，其特征在于各组 分按重量百分比由Sr0 34 40%， CaO 15 21%， Al203《5%， CaF227 30%， Si02 《8%， H20《1.0%，其余为杂质与粘接剂组成；平均脱硫率为ru>40%。
5、 根据权利要求1所述含氧化锶真空精炼专用脱硫剂，其特征在于所述 氧化锶含量》20%，且SrO与CaO含量的重量百分比的比值^1. 0。
全文摘要
含氧化锶真空精炼脱硫剂属钢的冶炼，尤其涉及钢水真空精炼脱硫的精炼剂。该脱硫剂各组分按重量百分比，由SrO 20～40％，CaO 15～35％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>≤5％，CaF<sub>2</sub> 20～30％，SiO<sub>2</sub>≤8％，H<sub>2</sub>O≤1.0％，其余为杂质与粘接剂组成。使用时，该脱硫剂直接加入RH真空冶炼炉中，吨钢加入6-8Kg，平均脱硫率为η<sub>s</sub>≥30％。与现有技术相比，优点是能对钢水进行较好的脱硫，还可以减少钢中磷的含量，钢中夹杂物含量下降，钢的质量显著改善；脱硫剂直接进入真空精炼炉进行脱气、脱硫，加快炼钢生产节奏；能对真空精炼的超低碳钢进行脱硫，生产、储存和使用安全。
文档编号C21C7/064GK101476021SQ20091011616
公开日2009年7月8日 申请日期2009年2月3日 优先权日2009年2月3日
发明者徐广治, 颜根发, 黄志勇 申请人:马鞍山中冶钢铁冶金高新技术有限公司