CN104775004A - 一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂及其制备方法 - Google Patents

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吴大宏
童振兰
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Abstract

本发明公开了一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：硅化钙33-37、碳化硅15-18、刚玉粉1.5-2、钢渣粉1-2、纳米石墨粉2-3、浓度为5%的硫酸40-50、聚乙烯醇3.8-5、褐煤1-1.5；本发明以硅化钙、碳化钙等为主要成分，配合刚玉粉、纳米石墨粉等制成颗粒后烧结，然后酸洗形成多孔颗粒，可以有效地与钢水中氧发生反应，同时分散性好，提高钢水的流动性；而且在配方中适量的添加刚玉，铝成分在钢中细化晶粒及固定N，减少时效的作用，这样钙与铝同时作用，能生成球形的12CaO·7Al2O3，上浮速度快，从而减少钢液中夹杂物的量；本发明工艺成本低，脱氧效率高。

Description

一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及炼钢用脱氧剂技术领域，具体为一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂及其制备方法。
背景技术
随科技的发展，对钢质量的要求日益 严格，而氧及其在钢中的存在形式对钢性能有很大影响，进而钢液脱氧工艺（脱氧剂种类、加入量、加入时间、次序等）也在不断地发展，转炉出钢过程中钢液脱氧就是炼钢必不可少的工艺环节，其中脱氧剂的选择至关重要。选择脱氧剂的主要依据是脱氧剂量的消耗、成本和脱氧剂的稳定性。
在钢水终脱氧剂的使用上先后经历过硅铝铁、硅铝钡和硅铝钡钙等过程。通常采用硅铝钡作为钢水终脱氧剂，硅铁和锰铁作为合金化材料。这种脱氧及合金化方式，受钢水终点 C、出钢温度及下渣量等影响，造成钢中Si、Mn成分波动大，合金元素回收率不稳定。并且当脱氧剂加入量偏大时，钢水中酸溶铝超过一定程度，将导致生成固态Al2O3 簇状夹杂物，钢水粘度增大，夹杂物增多且不易上浮排除，最终导致中包水口结瘤，而且钢水流动性差一直影响着炼钢厂生产的顺行。而耐火材料的成分，特别是SiO2和Fe2O3等的含量，对钢中酸溶铝和钙的损失影响很大，其中被氧化形成的Al2O3如不能及时上浮至渣面去除，则使水口堵塞的可能性加大。因此，为了达到更好的经济效益，急需开发一种脱氧剂，可以有效地解决上述问题，并且具有成本低，性质稳定，效率高的特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂及其制备方法。本发明成分配比合理，以硅化钙、碳化钙等为主要成分，配合刚玉粉、纳米石墨粉等制成颗粒后烧结，然后酸洗形成多孔颗粒，可以有效地与钢水中氧发生反应，同时分散性好，提高钢水的流动性，水口堵塞现象得到改善；而且添加适量的刚玉，添加适量的铝成分，在钢中细化晶粒及固定 N ，减少时效的作用，这样钙与铝同时作用，能生成球形的具有较小的比表面12CaO· 7Al2O3 ，上浮速度快，从而钢液中夹杂物的量显著减少 。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂，由下列重量份的原料制备制成：硅化钙33-37、碳化硅15-18、刚玉粉1.5-2、钢渣粉1-2、纳米石墨粉2-3、浓度为5%的硫酸40-50、聚乙烯醇3.8-5、褐煤1-1.5；
本发明所述一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂，由以下具体步骤制成：
（1）将硅化钙、碳化硅、钢渣粉放入粉碎机中粉碎成200目的粉末形成混合粉体，然后将聚乙烯醇与3-4倍量的水混合，分散均匀后加热至60-70℃，不停搅拌至聚乙烯醇完全溶解形成溶液；
（2）将褐煤放入粉碎机中粉碎成200目粉末，然后与混合粉体、聚乙烯醇溶液、刚玉粉、纳米石墨粉加入挤出造粒机中造粒，控制粒径为6-7mm；
（3）将颗粒送入烘箱以100-110℃的温度烘烤35-40分钟，然后送入烧结炉中以8-10℃/分钟速率升温至 420-450℃条件下烧结 1.5-2小时，取出冷却至室温；
（4）将烧结后的颗粒放入浓度为5%的硫酸中洗涤30-40分钟，然后过滤，用去离子水洗至中性，最后再放入烘箱中90-100℃烘干即得。
本发明的有益效果是：本发明以硅化钙、碳化钙等为主要成分，配合刚玉粉、纳米石墨粉等制成颗粒后烧结，然后酸洗形成多孔颗粒，可以有效地与钢水中氧发生反应，同时分散性好，提高钢水的流动性；而且在配方中适量的添加刚玉，铝成分在钢中细化晶粒及固定 N ，减少时效的作用，这样钙与铝同时作用，能生成球形的具有较小的比表面12CaO·7Al2O3 ，上浮速度快，从而钢液中夹杂物的量显著减少 ；本发明工艺成本低，脱氧效率高，在实际生产中切实可行。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：硅化钙33、碳化硅15、刚玉粉1.5、钢渣粉1、纳米石墨粉2、浓度为5%的硫酸40、聚乙烯醇3.8、褐煤1；
本发明所述一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂，由以下具体步骤制成：
（1）将硅化钙、碳化硅、钢渣粉放入粉碎机中粉碎成200目的粉末形成混合粉体，然后将聚乙烯醇与3倍量的水混合，分散均匀后加热至60-70℃，不停搅拌至聚乙烯醇完全溶解形成溶液；
（2）将褐煤放入粉碎机中粉碎成200目粉末，然后与混合粉体、聚乙烯醇溶液、刚玉粉、纳米石墨粉加入挤出造粒机中造粒，控制粒径为6-7mm；
（3）将颗粒送入烘箱以100-110℃的温度烘烤35分钟，然后送入烧结炉中以8-10℃/分钟速率升温至 420-450℃条件下烧结 1.5小时，取出冷却至室温；
（4）将烧结后的颗粒放入浓度为5%的硫酸中洗涤30分钟，然后过滤，用去离子水洗至中性，最后再放入烘箱中90-100℃烘干即得。
使用本发明钙系脱氧剂生产的半径为22毫米的HRB335螺纹钢中抽取若干个样品与硅铝钡脱氧剂生产出的半径为22毫米的HRB335螺纹钢作为对比，测量其机械性能，如下表：
样本 样本数/个 σs/ MPa σb/MPa δ5/%
本发明脱氧剂 80 360-426 542-636 20-27
硅铝钡脱氧剂 80 349-423 535-623 19-26
使用钙系脱氧剂脱氧生产的HRB335 钢种，其轧材的机械性能完全符合 GB1499-1998，而且抗拉强度和屈服强度均有一定程度的提高。

Claims (2)

1.一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：硅化钙33-37、碳化硅15-18、刚玉粉1.5-2、钢渣粉1-2、纳米石墨粉2-3、浓度为5%的硫酸40-50、聚乙烯醇3.8-5、褐煤1-1.5。
2.根据权利要求1所述一种含有刚玉成分的钙系复合脱氧剂，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将硅化钙、碳化硅、钢渣粉放入粉碎机中粉碎成200目的粉末形成混合粉体，然后将聚乙烯醇与3-4倍量的水混合，分散均匀后加热至60-70℃，不停搅拌至聚乙烯醇完全溶解形成溶液；
（2）将褐煤放入粉碎机中粉碎成200目粉末，然后与混合粉体、聚乙烯醇溶液、刚玉粉、纳米石墨粉加入挤出造粒机中造粒，控制粒径为6-7mm；
（3）将颗粒送入烘箱以100-110℃的温度烘烤35-40分钟，然后送入烧结炉中以8-10℃/分钟速率升温至 420-450℃条件下烧结 1.5-2小时，取出冷却至室温；
（4）将烧结后的颗粒放入浓度为5%的硫酸中洗涤30-40分钟，然后过滤，用去离子水洗至中性，最后再放入烘箱中90-100℃烘干即得。
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