CN101880750A

CN101880750A - 铝质复合脱氧剂

Info

Publication number: CN101880750A
Application number: CN 201010254248
Authority: CN
Inventors: 刘欣隆; 孙树森; 周四明; 刘成刚
Original assignee: Shanghai Shengbao Iron & Steel Metallurgical Furance Charge Co Ltd
Current assignee: Shanghai Shengbao Iron & Steel Metallurgical Furance Charge Co Ltd
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2010-11-10

Abstract

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种铝质复合脱氧剂，该脱氧剂由铝粉、铝酸钙粉的粉剂组合构成的球形状的组合物，其特点在于：采用干压成球技术，不含其他有害成分，因此不会污染钢水；在转炉或电炉出钢过程中使用，与钢水混冲使钢水、铝酸钙粉、金属铝粉三者相互弥散分布，其金属铝对钢水的脱氧过程也是铝酸钙液滴吸收Al₂O₃固相脱氧产物上浮到顶渣的过程，即脱氧与去除夹杂同步进行，因此，相较于单独用金属铝脱氧钢水中Al₂O₃夹杂物含量较低，即钢水中总〔O〕更低，而且钢水流动性明显改善；在对钢水脱氧和去除夹杂物的同时，还具有对钢水脱硫的效果。

Description

铝质复合脱氧剂

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及利用金属铝粉和铝酸钙粉压制成球后在转炉或电炉出钢过程中对钢水进行脱氧的方法及压球工艺。

背景技术

金属铝做为一种深脱氧剂已在转炉或电炉冶炼出钢过程中普遍使用，其良好的脱氧性能已得到大家的认同，目前所用铝脱氧剂有金属铝锭、铝铁等，但其脱氧后所产生的Al₂O₃固体夹杂物会大量的存在于钢水中，不易上浮，若在此后的冶炼工艺中不将其去除，不但会造成连铸结晶器水面结瘤堵塞，甚至会由于夹杂物的原因，降低成品钢的机械性能和机加工性能。为了消除钢水中Al₂O₃夹杂造成的缺陷，近些年在钢水连铸前在钢包中喂入CaSi包芯线，以使钢水中Al₂O₃固相夹杂物在金属钙的作用下使Al₂O₃夹杂物变为12CaO·7Al₂O₃液相上浮到顶渣中，或使Al₂O₃不规则夹杂物变形为球状以避免造成夹杂物缺陷。但是CaSi合金线不但成本高昂而且会造成钢水增Si。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种铝质复合脱氧剂，该脱氧剂由金属铝粉和铝酸钙粉的粉剂组合构成的球形状的组合物，该组合物的组合成分及其形状大小，以及成球后形状，使得该脱氧剂在使用中彻底解决了现有技术存在的问题。

由金属铝粉和铝酸钙粉压制成球的脱氧剂，在转炉或电炉出钢过程中加入，金属铝粉和钢水中[O]结合形成Al₂O₃ 固相质点，并溶解于在钢水中熔化的铝酸钙液滴中而上浮，不仅有脱氧的作用，而且可在脱氧的同时净化钢液，改善钢水流动性。

本发明在与钢水混冲的过程中，金属铝粉颗粒和铝酸钙粉颗粒在高温钢水的加热下熔化在钢水中形成液滴，熔化的金属铝液滴与钢水中[O]结合生成Al₂O₃高熔点固相质点悬浮于钢水中，此时Al₂O₃高熔点固相质点被弥散分布在其周围的铝酸钙液滴溶解吸收，形成低熔点渣相熔化于钢水当中并与周围的液滴融合长大，在钢水浮力的作用下上浮到顶渣中，从而实现了脱氧与去除夹杂物的同步。

由于钢水中大部分Al₂O₃固相夹杂物在脱氧的过程中被液相铝酸钙吸收带入到顶渣中，因此较一般脱氧方式钢水中Al₂O₃固相夹杂物明显减少，很好的改善了钢水的流动性，而且可以明显减少连铸过程中的水口结瘤现象，实现了连铸工艺的顺行。不仅如此，由于钢种Al₂O₃固相夹杂物的减少，即减少了钢中酸溶铝的含量，降低了钢中总氧的含量。

而且，熔化在钢水中的铝酸钙液滴可与钢水中[S]结合上浮到顶渣中可有效降低钢水中[S]，从而实现了脱除钢水中[S]。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种铝质复合脱氧剂，其特征在于所述铝质复合脱氧剂由金属铝粉和铝酸钙粉组成的，其中金属铝粉所占重量百分比为39%-70%，其余为铝酸钙粉。

所述的金属铝粉的粒度不大于6mm，所述的铝酸钙粉不大于6mm。

所述的铝质复合脱氧剂的形状呈压制成型后的球状体。

所述的铝质复合脱氧剂中含有添加剂，该添加剂占所述铝质脱氧剂总重量的5%-15%，所述添加剂为钡粉、硅粉、稀土材料、镁粉中的一种或至少两种的组合。

还可添加不超过所述铝质脱氧剂粉剂总重量的50%的金属铁粉与所述铝质复合脱氧剂粉剂混合，以增加所述。

所述的铝质复合脱氧剂中还含有重量百分比不超过3%的非水溶性粘结剂，该粘结剂为树脂类、沥青、石蜡、松香中的一种或至少两种的组合。

一种铝质复合脱氧剂的生产方法，其特征在于，将粒度不大于6mm的金属铝粉与粒度不大于6mm的铝酸钙粉混合，经充分搅拌混匀后，压成球状体。

所述的球状体是采用高压对辊压球机干压成球的。

本发明的优点在于：采用干压成球技术，不含其他有害成分，因此不会污染钢水；在转炉或电炉出钢过程中使用，与钢水混冲使钢水、铝酸钙粉、金属铝粉三者相互弥散分布，其金属铝对钢水的脱氧过程也是铝酸钙液滴吸收Al₂O₃固相脱氧产物上浮到顶渣的过程，即脱氧与去除夹杂同步进行，因此，相较于单独用金属铝脱氧钢水中Al₂O₃夹杂物含量较低，即钢水中总〔O〕更低，而且钢水流动性明显改善；在对钢水脱氧和去除夹杂物的同时，还具有对钢水脱硫的效果。

具体实施方式

实施例1：

金属铝粉39%，铝酸钙粉61%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。其中分别用0-2mm金属铝粉和铝酸钙粉；0-4mm金属铝粉和铝酸钙粉；0-6mm金属铝粉和铝酸钙粉干压成球，粒度越细球体表面越光洁，通常表面越是光洁的球体，容易贮存，表面不易氧化。

在某钢厂200吨钢包中，钢种为SPHC，加铝铁200㎏条件下，分别用本发明和该钢厂原有脱氧合金200㎏对比脱氧，加入本发明氩前氧为85ppm，加原有脱氧合金氩前氧为120ppm，氩前氧降低了35ppm，且钢水流动性明显好于以往，水口堵塞率为0。

在上述加入脱氧剂的试验中，我们分别选择了上述三种粒度范围的粉剂所压制的脱氧剂进行上述试验，结果显示，在脱氧过程中，压制成球后的本发明产品，其中组分的粒度大小对脱氧效果未见明显差异。

实施例2：

将粒度0-6mm的金属铝粉45%，铝酸钙粉55%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。在某钢厂200吨钢包中，钢种为SPHC，加铝铁200㎏条件下，分别用本发明和该钢厂原有脱氧合金200㎏对比脱氧，加入本发明氩前氧为76ppm，加原有脱氧合金氩前氧为125ppm，氩前氧降低了49ppm，且钢水流动性明显好于以往，水口堵塞率为0。

实施例3：

将粒度0-6mm的金属铝粉50%，铝酸钙粉50%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。在某钢厂200吨钢包中，钢种为SPHC，加铝铁200㎏条件下，分别用本发明和该钢厂原有脱氧合金200㎏对比脱氧，加入本发明氩前氧为66ppm，加原有脱氧合金氩前氧为118ppm，氩前氧降低了52ppm，且钢水流动性明显好于以往，水口堵塞率为0。

实施例4：

将粒度0-6mm的金属铝粉58%，铝酸钙粉42%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。在某钢厂200吨钢包中，钢种为SPHC，加铝铁200㎏条件下，分别用本发明和该钢厂原有脱氧合金200㎏对比脱氧，加入本发明氩前氧为58ppm，加原有脱氧合金氩前氧为127ppm，氩前氧降低了69ppm，且钢水流动性明显好于以往，水口堵塞率为0。

实施例5：

将粒度0-6mm的金属铝粉70%，铝酸钙粉30%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。在某钢厂200吨钢包中，钢种为SPHC，加铝铁200㎏条件下，分别用本发明和该钢厂原有脱氧合金200㎏对比脱氧，加入本发明氩前氧为30ppm，加原有脱氧合金氩前氧为106ppm，氩前氧降低了76ppm，且钢水流动性明显好于以往，水口堵塞率为0。

实施例6：

金属铝粉70%，铝酸钙粉30%，另外添加不超过50%的金属铁粉充分混合均匀后由对辊压球机压制成球。随着金属铁粉加入量的增大，该铝质复合脱氧剂的比重也随之增大。

下表为0-5号方案中，随着金属铁粉的增加，比重增加，而使得脱氧效果不断改善，其中添加的金属铁粉的重量百分比=占（金属铝+铝酸钙粉）的重量百分比。

方案	0	1	2	3	4	5
							金属铝粉（重量） %	70	70	70	70	70	70
铝酸钙粉（重量） %	30	30	30	30	30	30
							金属铁粉（重量） %	0	10	20	30	40	50
比重 g/cm³	2.38	2.52	2.65	3.10	3.39	3.69
							加入总量 kg	200	220	240	260	280	300
氧降低量 ppm	76.1	75.8	76.3	77.0	77.8	78.5

在某钢厂200吨钢包中，钢种为SPHC，加铝铁200㎏条件下，分别用本发明0-5对比脱氧，分别用本发明0-5号方案对比脱氧发现当比重增大时脱氧效果有所改善。在使用的过程中，随着脱氧剂比重的增大，在渣面上金属铝燃烧的现象减少，提高了金属铝的利用率，因而改善了脱氧效果。

上述实施例产品由对辊式压球机压制而成的球状或块状产品，其特点是：

1. 原料粒度细，经充分混匀后两种原料互呈弥散分布状态；

2. 混匀的原料经过螺旋加压器加压后进入对辊式压球机，由对辊压球机干压成球状，产品中含水含量小于0.5%，在钢水脱氧过程中不会对钢水造成增氢。

3. 整个压球过程中，不添加水或任何粘结剂与原料中，因此产品中不含有水分或其他有害于钢水质量的元素；对钢水纯净度无特殊要求的钢种的脱氧，也可采用加入树脂等粘结剂压制成球的本发明进行脱氧

4. 脱氧过程中由于金属铝粉和铝酸钙是相互弥散分布的，金属铝粉对钢水的脱氧过程也就是熔化的液相铝酸钙对固相Al₂O₃夹杂物的溶解吸收过程。不但降低了钢水中Al₂O₃夹杂物含量改善钢水流动性，而且有效降低了钢中总氧含量。

5. 在金属铝脱氧的还原性条件下，铝酸钙还可有效降低钢水中〔S〕含量。

6. 由于金属铝粉和铝酸钙粉相互弥散分布，相互包覆，因此金属铝粉不易被空气氧化，提高了金属铝的脱氧利用率。

7. 本发明表面光洁，密度为2.0-3.0㎏/dm³，其强度为2米高自由落至水泥地面粒度≤10mm的不大于10%。

本发明是在转炉或电炉出钢到钢包的过程中使用，直接加入到钢包中与钢水混冲脱氧。

本发明几乎适用于所有铝镇静钢。也可在本发明中添加钡粉、硅粉、稀土材料、镁粉中的一种或至少两种的组合用于有特殊要求的钢种，如稀土钢等。也可采用在本发明中加入非水溶性树脂类、沥青、石蜡、松香等粘结剂压制成球（以降低生产成本）用于对钢水纯净度要求不高的钢种，如普碳钢等。

Claims

1.一种铝制复合脱氧剂，其特征在于所述铝质复合脱氧剂由金属铝粉和铝酸钙粉组成的，其中金属铝粉所占重量百分比为39%-70%，余量为铝酸钙粉。

2.根据权利要求1所述的一种铝质复合脱氧剂，其特征在于所述的金属铝粉的粒度不大于6mm，所述的铝酸钙粉不大于6mm。

3.根据权利要求1所述的一种铝质复合脱氧剂，其特征在于所述的铝质复合脱氧剂的形状呈压制成型后的球状体。

4.根据权利要求1所述的一种铝质复合脱氧剂，其特征在于所述的铝质复合脱氧剂中可含有添加剂，该添加剂占所述铝质脱氧剂总重量的5%-15%，所述添加剂为钡粉、硅粉、稀土材料、镁粉中的一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种铝质复合脱氧剂，其特征在于还可添加不超过所述铝质脱氧剂粉剂总重量的50%的金属铁粉与所述铝质复合脱氧剂粉剂混合。

6.根据权利要求1所述的一种铝质复合脱氧剂，其特征在于所述的铝质复合脱氧剂中还可含有重量百分比不超过3%的非水溶性粘结剂，该粘结剂为树脂类、沥青、石蜡、松香中的一种或至少两种的组合。

7.一种铝质复合脱氧剂的生产方法，其特征在于，将粒度不大于6mm的金属铝粉与粒度不大于6mm的铝酸钙粉混合，经充分搅拌混匀后，压成球状体。

8.根据权利要求7所述的一种铝质复合脱氧剂的生产方法，其特征在于，所述的球状体是采用高压对辊压球机干压成球的。