CN102559996A - 炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金及其制备工艺，其主要特征是所述炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金是由石英砂、碳酸钡、石灰、熟铝矿石、碳化硅在电弧炉中经过熔炼制成的，其制备工艺：将所述重量配比的石英砂、熟铝矿石、碳酸钡、石灰、碳化硅原材料混合后，加入到衬有碳质电极炉衬的电弧炉中，经过120～150分钟的加热熔化、精炼，即可出炉得所述硅铝钡钙多元脱氧合金。本发明与传统制备工艺相比，具有：节省电能，单吨节电8000～9000kWh。废物再用。用碳质电极做炉衬，本发明用碳质电极替代碳素做炉衬，每修一次炉衬，成本降低88.2%。且使用寿命延长3～5天。

Description

炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金及其制备工艺

技术领域

本发明属于炼钢脱氧技术领域，涉及一种炼钢用多元脱氧合金，具体涉及一种炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金及其制备工艺。

背景技术

冶炼钢铁时要加入脱氧剂。目前，炼钢中使用的脱氧剂很多，用矿热炉生产很多合金脱氧剂，其生产过程中，电耗高达10000～12000KW.h/t，生产成本高，工艺复杂，脱氧效果及经济效益不理想，且属于高耗能产品。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金及其制备工艺，脱氧效果不但能满足工艺要求，而且冶炼时电耗降低至2000～3000KW.h/t，生产成本低，经济效益高。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是所述炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金是由石英砂、碳酸钡、石灰、熟铝矿石、碳化硅在电弧炉中经过熔炼制成的，其重量百分比分别为：石英砂24～28%、碳酸钡 16～20%、石灰15～19%、熟铝矿石 20～28%、碳化硅20～25%。

为得到所述硅铝钡钙多元脱氧合金，本发明采取的制备工艺：

将所述重量配比的石英砂、熟铝矿石、碳酸钡、石灰、碳化硅原材料混合后，加入到衬有碳质电极炉衬的电弧炉中，经过120～150分钟的加热熔化、精炼，即可出炉得所述硅铝钡钙多元脱氧合金。

该合金脱氧剂结晶细致、坚硬、熔点低（1050～1200℃)，比重3.5～4.5 g/cm³。用此合金脱氧剂冶炼的低合金结构钢和碳素钢，钢中的[O]可达到35 ppm以下；[S]含量可以达到0.03%以下，晶粒度10级以上达85％以上，力学性能明显提高，抗拉强度比用其他脱氧剂提高30～70MPa；断面伸长率提高3～5%。

本发明提供的合金脱氧剂中的硅和铝是一种较强的亲氧元素，而钡是一种活泼的碱土金属，对氧和硫有很大的亲合力，去除钢中杂质能力强，形成的脱氧产物、夹杂物在熔融的钢液中易于上浮进入渣中除掉。同时由于钡的存在，降低了钙的蒸汽压，使得钙的溶解度大大增加，钙在脱氧元素中排在第一位，而且与硫的亲和力也很强，所以钙逼近可以提高脱氧效果，也能起到脱硫作用，从而可使钢中的夹杂物上浮，对提高钢材的综合性能十分有利。另外，钙还使脱氧产物形成较低熔点的钙铝酸盐，在钢水中容易上浮除掉，避免钢水浇注时水口堵塞，对连铸十分有利。因此，本发明具有比重大(3.5～4.5 g/c)，熔点点低(1050～1200℃)，结晶细致、坚硬等优点，尤其是在冶炼低合金结构钢和碳素钢时，使用该合金脱氧剂，能有效地提高钢材的综合性能。

本发明使用的原材料为石英砂、碳酸钡、铝矿石（熟）、石灰、碳化硅，这些材料在高温作用下产生以下反应：

用碳质电极（固定碳为≥85%，即碳素炉衬）做炉衬能充分起到理想的碳质还原作用。并且在生产过程中，采用高温预熔料做配料样基，熔点降低可省去NaCL助熔。

本发明与传统制备工艺相比，具有：

1、节省电能。用矿热炉生产新型硅铝钡钙脱氧合金，电耗为10000～12000KW.h/t，而采用本方法生产新型硅铝钡钙脱氧合金电耗低至2000～3000KW.h/t，单吨节电8000～9000KW.h。

2、废物再用。用碳质电极做炉衬，不但延长炉子的使用寿命，而且充分发挥炉衬中的碳质还原作用。碳质电极俗称阴极，它是冶炼企业用过的废弃物，其含碳量在85%以上。本发明用碳质电极替代碳素做炉衬，每修一次炉衬，成本降低88.2%。且使用寿命延长3～5天。

本发明是一种新型高效复合脱氧合金，对炼钢时钢液中的氧、硫和其它有害杂质化学亲和力很强，用做钢水的深度脱氧和夹杂物的变性处理，对提高钢材的质量具有重要作用，冶炼本产品时电耗低至2000～3000KW.h/t，仅为矿热炉生产时的1/4，且操作简便、生产成本低，仅电耗一项，吨产品节电9000KW.h/t左右，为国家节约大量能源。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作出进一步说明：

本发明所述炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金是由石英砂、碳酸钡、石灰、熟铝矿石、碳化硅在电弧炉中经过熔炼制成的，其重量百分比分别为：石英砂24～28%、碳酸钡 16～20%、石灰15～19%、熟铝矿石 20～28%、碳化硅20～25%。

为得到所述硅铝钡钙多元脱氧合金，本发明采取的制备工艺：

将所述重量配比的石英砂、熟铝矿石、碳酸钡、石灰、碳化硅原材料混合后，加入到衬有碳质电极炉衬的电弧炉中，经过120～150分钟的加热熔化、精炼，即可出炉得所述硅铝钡钙合金。

本发明使用的原材料为石英砂、碳酸钡、铝矿石（熟）、石灰、碳化硅，这些材料在高温作用下产生以下反应：

用碳质电极（固定碳为≥85%，即碳素炉衬）做炉衬能充分起到理想的碳质还原作用。并且在生产过程中，采用高温预熔料做配料样基，熔点降低可省去NaCL助熔。

本发明的原料配比为：

石英砂（SiO2≥95%）                24～28%

碳酸钡（BaCO3≥98%）              16～20%

石  灰（CaO≥90%）                15～19%

铝矿石（熟）（Al2O3≥85%）         20～28%

碳化硅（SiC≥90%）                 20～25%

实施例1：

本发明所述炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金是由石英砂、碳酸钡、石灰、熟铝矿石、碳化硅在电弧炉中经过熔炼制成的，其重量百分比分别为：石英砂24%、碳酸钡 16%、石灰16%、熟铝矿石 24%、碳化硅20%。

其制备过程是：将上述原料按配比比例准确称重、混合均匀后，依次将混合料加入到衬有碳质电极的电弧炉中，当加热温度至1500～1600℃时，混合原材料在炉膛内充分反应并逐步熔化，待混合料全部溶化后，再精炼50～60分钟就得到液态的新型硅铝钡钙多元脱氧合金，将液态脱氧合金倒入锭模中冷却，按用户要求粒度破碎成块（粒度为10～60㎜），包装密封，即可出炉得所述硅铝钡钙多元脱氧合金。

制取的新型硅铝钡钙多元脱氧合金，其化学成份的百分含量为：Ba≥10，Ca≥10，Si≥28，Al≥10，S≤0.15。

用矿热炉生产新型硅铝钡钙脱氧合金，电耗为10000～12000KW.h/t，而采用本方法生产新型硅铝钡钙脱氧合金电耗低至2000KW.h/t，单吨节电9000KW.h。

实施例2：

本发明所述炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金是由石英砂、碳酸钡、石灰、熟铝矿石、碳化硅在电弧炉中经过熔炼制成的，其重量百分比分别为：石英砂26%、碳酸钡 16%、石灰15%、熟铝矿石 22%、碳化硅21%。

其制备方法同实施例1。

用矿热炉生产新型硅铝钡钙脱氧合金，电耗为10000～12000KW.h/t，而采用本方法生产新型硅铝钡钙脱氧合金电耗低至2500KW.h/t，单吨节电8500KW.h。

实施例3：

本发明所述炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金是由石英砂、碳酸钡、石灰、熟铝矿石、碳化硅在电弧炉中经过熔炼制成的，其重量百分比分别为：石英砂25%、碳酸钡 16%、石灰15%、熟铝矿石 21%、碳化硅23%。

其制备方法同实施例1。

用矿热炉生产新型硅铝钡钙脱氧合金，电耗为10000～12000KW.h/t，而采用本方法生产新型硅铝钡钙脱氧合金电耗低至3000KW.h/t，单吨节电8000KW.h。

Claims (2)

1.一种炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金，其特征在于所述炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金是由石英砂、碳酸钡、石灰、熟铝矿石、碳化硅在电弧炉中经过熔炼制成的，其重量百分比分别为：石英砂24～28%、碳酸钡 16～20%、石灰15～19%、熟铝矿石 20～28%、碳化硅20～25%。

2. 一种如权利要求1所述的炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金的制备工艺，其工艺包括以下步骤：

将所述重量配比的石英砂、熟铝矿石、碳酸钡、石灰、碳化硅原材料混合后，加入到衬有碳质电极炉衬的电弧炉中，经过120～150分钟的加热熔化、精炼，即可出炉得所述硅铝钡钙多元脱氧合金。