CN108251599A

CN108251599A - 磨球钢材料用造渣剂及磨球钢材料的制备方法

Info

Publication number: CN108251599A
Application number: CN201810138815.4A
Authority: CN
Inventors: 刘晓军; 利强; 温国栋
Original assignee: TIANJIN ROCKCHECK STEEL GROUP
Current assignee: TIANJIN ROCKCHECK STEEL GROUP
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2018-07-06

Abstract

本发明公开了一种磨球钢材料用造渣剂及磨球钢材料的制备方法。该磨球钢材料用造渣剂包括如下重量份数的组分：石灰70‑80份、萤石5‑10份、二氧化钛5‑10份、铝矾土3‑5份、二氧化锰3‑5份、电石3‑5份、白云石3‑5份、碳化钨0.5‑1份。本发明的有益效果为：该磨球钢材料用造渣剂具有良好的脱氧性能。

Description

磨球钢材料用造渣剂及磨球钢材料的制备方法

技术领域

本发明涉及造渣剂，特别涉及一种磨球钢材料用造渣剂及磨球钢材料的制备方法。

背景技术

耐磨钢球是一种用于球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料。根据加工原料的不同，耐磨钢球分成四种。其中一种耐磨钢球是用钢厂产的圆钢热轧而成的钢球，这种耐磨钢球也被称作热轧钢球，钢厂产的圆钢也被称作磨球钢。

在磨球钢的冶炼过程中，造渣是炼钢炼铁工艺中必不可少的一环，造好渣是实现炼钢生产优质、高产、低耗的重要保证。而造渣剂就是在炼钢过程中加入的炼钢物质，能够便于炉渣的生成。

现有磨球钢冶炼过程中一般加入石灰作为造渣剂，用于提高炉渣的碱度，增强与二氧化硫和二氧化碳的结合能力，降低二氧化硫和二氧化碳的分压，促进硫和碳进一步氧化后分别生成二氧化硫和二氧化碳。但是，人们并不满足于磨球钢冶炼过程中现有造渣剂的性能，希望增加造渣剂在脱氧方面的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种磨球钢材料用造渣剂。该磨球钢材料用造渣剂具有良好的脱氧性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种磨球钢材料用造渣剂，包括如下重量份数的组分：石灰70-80份、萤石5-10份、二氧化钛5-10份、铝矾土3-5份、二氧化锰3-5份、电石3-5份、白云石3-5份、碳化钨0.5-1份。

通过采用上述技术方案，石灰是以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，能够提高炉渣的碱度，增强与二氧化硫和二氧化碳的结合能力，降低二氧化硫和二氧化碳的分压，促进硫和碳进一步氧化后分别生成二氧化硫和二氧化碳。萤石的主要成分为氟化钙，而氟化钙能够使炉渣中的氧化钙熔点降低，加速炉渣熔化。二氧化钛能够提高对于碳和硫的吸附能力，降低碳和硫含量。铝矾土的主要成分为氧化铝，在950℃左右会生成Y-Al2O3，而Y-Al2O3是一种表面疏松、多细孔结构的比表面大的活性氧化铝。二氧化锰能够降低炉渣的粘度，改善炉渣对石灰的润湿程度和提高炉渣在石灰空隙中的渗透能力，减少石灰表面生成2CaO·SiO2壳层的生成，从而促进石灰熔化速度。电石的主要成分为碳化钙，能够与氧气反应生成氧化钙，一方面脱除铁水中的氧气，另一方面又起到补充氧化钙的作用。白云石是碳酸盐矿物，主要成分为碳酸钙和碳酸镁，增加炉渣中氧化镁含量，减少炉衬中氧化镁向炉渣中转移，促进前期化渣。碳化钨的作用是增加炉渣的脱碳和脱硫能力。

本发明的另一目的在于提供一种磨球钢材料的制备方法，包括如下步骤：铁水预处理、转炉熔炼、LF炉精炼、VD炉精炼、连铸、连铸坯热装、轧制、缓冷、精整；所述转炉熔炼和LF炉精炼步骤中均加入上述造渣剂。

通过采用上述技术方案，造渣剂不仅能够促进硫和碳进一步氧化除去，而且具有良好的化渣性能、脱氧性能，从而使炼制的磨球钢材料具有良好的性能。

本发明进一步设置为：所述转炉熔炼、LF炉精炼和VD炉精炼步骤中，全程底吹氩气。

通过采用上述技术方案，底吹的氩气在钢水里上升的过程中加强对钢水的搅拌，使钢水的温度均匀。

本发明进一步设置为：在转炉熔炼步骤中，往铁水中加入废钢、转炉合金和脱氧剂；所述废钢和铁水的重量比为1∶10，所述转炉合金包括硅铁、硅锰、高碳铬铁、人造石墨，所述硅铁和铁水的比例为1∶20kg/t，所述硅锰和铁水的比例为1∶1kg/t，所述高碳铬铁和铁水的比例为1∶5kg/t，所述人造石墨和铁水的比例为5∶1kg/t，，所示脱氧剂包括硅铝钡和铝条，所述硅铝钡的用量与混合物重量之比为1.0-1.5kg/t，所述铝条的用量与混合物重量之比为0.2-0.4kg/t，所述混合物包括铁水、废钢和转炉合金。

通过采用上述技术方案，废钢的加入能够降低成本，提高资源利用率，同时进行降温。转炉合金的加入一方面能够和氧反应，达到脱氧的目的，另一方面合金能够改善钢材的性能。硅铁能够增大强度和硬度；硅锰能够增加淬透性、提高韧性，降低硫的危害；高碳铬铁能够增加强度、韧性和耐腐蚀性能；人造石墨控制钢材强度和硬度。硅铝钡和铝条能够起到脱氧的作用。

本发明进一步设置为：所述转炉合金和脱氧剂的加入顺序依次为人造石墨、硅铝钡和铝条、硅锰和硅铁、高碳铬铁。

本发明进一步设置为：所述转炉熔炼步骤中供氧方式为顶吹。

通过采用上述技术方案，顶吹的氧气能够和碳反应生成二氧化碳，用于除去碳杂质。

本发明进一步设置为：所述LF炉精炼步骤中，往转炉熔炼步骤得到的钢水中加入LF炉合金，LF炉合金包括硅铁、硅锰、高碳铬铁、低氮碳粉，所述硅铁和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1∶20kg/t，所述硅锰和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1∶1kg/t，所述高碳铬铁和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1∶5，所述低氮碳粉和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为5∶1kg/t。

通过采用上述技术方案，硅铁能够增大强度和硬度；硅锰能够增加淬透性、提高韧性，降低硫的危害；高碳铬铁能够增加强度、韧性和耐腐蚀性能；低氮碳粉抗氧化性强、低灰、低硫、低磷、高机械强度、高化学活性、高精煤回收率等特点，可用来调整钢液的碳含量和氧含量，改变其刚性和韧性，从而提高钢液的形核能力和钢坯的内在质量。

本发明进一步设置为：所述LF炉精炼步骤中，喂铁钙线，喂线速度为3-5m/s。

通过采用上述技术方案，铁钙线能够起到良好的脱氧脱磷作用改善钢材性能，提高合金的收得率。

本发明进一步设置为：所述VD炉精炼步骤中，往LF炉精炼步骤得到的钢水中加入低氮碳粉，所述低氮碳粉和LF炉精炼步骤得到的钢水的重量比为1∶5。

通过采用上述技术方案，低氮碳粉抗氧化性强、低灰、低硫、低磷、高机械强度、高化学活性、高精煤回收率等特点，可用来调整钢液的碳含量和氧含量，改变其刚性和韧性，从而提高钢液的形核能力和钢坯的内在质量。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

电石的主要成分为碳化钙，能够与氧气反应生成氧化钙，一方面脱除铁水中的氧气，另一方面又起到补充氧化钙的作用；

具体实施方式

实施例1-5用于说明制备本发明磨球钢材料时所添加的造渣剂的制备方法。实施例1-5的造渣剂的组分表见表1。

表1、实施例1-5造渣剂的组分表

注：单位“份”均指重量份。

以下详细说明实施例1中造渣剂的制备方法，实施例2-5同实施例1。造渣剂的制备方法具体如下：

Step1：称取石灰、萤石、二氧化钛、铝矾土、二氧化锰、电石、白云石、碳化钨，加入碾轮混砂机中磨碎并混合搅拌均匀，得到的混合物的粒度在0.9mm；

Step2：将混合物加入到对称压球机中，在对称压球机的压力为15MPa的条件下，挤压出直径为15mm的球团，将球团自然干燥48h，并在温度为300℃的条件下焙烧0.5h，得到球团形造渣剂。

实施例6-10用于说明制备本发明磨球钢材料的制备方法。以下详细说明实施例6中磨球钢材料的制备方法，实施例7-10同实施例1。

一种磨球钢材料的制备方法，包括如下步骤：

铁水预处理、转炉熔炼、LF炉精炼、VD炉精炼、连铸、连铸坯热装、轧制、缓冷、精整、检验入库。

铁水预处理后，铁水的参数如下：温度≥1250℃，磷≤0.120％，硫≤0.040％，含渣量≤0.5％。

在转炉熔炼步骤中，往铁水中加入废钢、转炉合金和脱氧剂。其中，废钢的要求参照GB/T 4223-2004《废钢铁》，废钢和铁水的重量比为1∶10。转炉合金包括硅铁、硅锰、高碳铬铁、人造石墨，所述硅铁和铁水的比例为1∶20kg/t，所述硅锰和铁水的比例为1∶1kg/t，所述高碳铬铁和铁水的比例为1∶5kg/t，所述人造石墨和铁水的比例为5∶1kg/t。脱氧剂包括硅铝钡和铝条，硅铝钡的用量与混合物重量比为1.0-1.5kg/t，铝条的用量与混合物重量比为0.2-0.4kg/t；其中，混合物包括铁水、废钢和转炉合金。转炉合金和脱氧剂的加入顺序依次为人造石墨、硅铝钡和铝条、硅锰和硅铁、高碳铬铁。在转炉熔炼步骤中，供氧方式为顶吹。

在LF炉精炼步骤中，往转炉熔炼步骤得到的钢水中加入LF炉合金和喂铁钙线；LF炉合金包括硅铁、硅锰、高碳铬铁、低氮碳粉，所述硅铁和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1∶20kg/t，所述硅锰和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1∶1kg/t，所述高碳铬铁和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1∶5，所述低氮碳粉和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为5∶1kg/t。

在转炉熔炼步骤和LF炉精炼步骤中，均加入造渣剂，控制每吨钢的总渣量为10kg。

在VD炉精炼步骤中，往VD炉精炼步骤得到的钢水中加入低氮碳粉，低氮碳粉与VD炉精炼步骤得到的钢水的重量为1∶5。

表2、实施例6-10磨球钢材料的制备方法参数

对比例1

与实施例6不同的是，在转炉熔炼步骤和LF炉精炼步骤中，按照重量份，加入107份石灰作为造渣剂。

对比例2

与实施例7不同的是，在转炉熔炼步骤和LF炉精炼步骤中，按照重量份，加入107份石灰作为造渣剂。

对比例3

与实施例8不同的是，在转炉熔炼步骤和LF炉精炼步骤中，按照重量份，加入107份石灰作为造渣剂。

对比例4

与实施例9不同的是，在转炉熔炼步骤和LF炉精炼步骤中，按照重量份，加入107份石灰作为造渣剂。

对比例5

与实施例10不同的是，在转炉熔炼步骤和LF炉精炼步骤中，按照重量份，加入107份石灰作为造渣剂。

脱氧性能试验

对实施例6-10和对比例1-5在LF炉精炼步骤完成后进行出站时，检测钢水中的含氧量。

表3、实施例6-10和对比例1-5的LF炉精炼步骤得到的钢水含氧量记录表

	氧含量/ppm
		实施例6	14
实施例7	9
		实施例8	6
实施例9	8
		实施例10	10
对比例1	48
		对比例2	46
对比例3	43
		对比例4	46
对比例5	50

从表3可知，对比实施例1和对比例1、实施例2和对比例2、实施例3和对比例3、实施例4和对比例4、实施例5和对比例5，实施例1-5的含氧量均低于对应的对比例，可见本发明的造渣剂具有良好的脱氧性能。

由此可见，在本发明中，在石灰的基础上，加入萤石、二氧化钛、铝矾土、二氧化锰、电石、白云石和碳化钨，从而使造渣剂产生具有良好的脱氧性能。

力学性能试验

参照GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验方法》对实施例6-10和对比例1-5得到的磨球钢材料测试屈服强度和抗拉强度。

表4、实施例6-10和对比例1-5的LF炉精炼步骤得到的磨球钢材料力学性能记录表

从表4可知，对比实施例1和对比例1、实施例2和对比例2、实施例3和对比例3、实施例4和对比例4、实施例5和对比例5，实施例1-5的屈服强度和抗拉强度均高于对应对比例，可见本发明的造渣剂具有增强磨球钢材料力学性能的作用。

由此可见，在本发明中，在石灰的基础上，加入萤石、二氧化钛、铝矾土、二氧化锰、电石、白云石和碳化钨，从而使造渣剂能够提升磨球钢材料的力学性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种磨球钢材料用造渣剂，其特征是：包括如下重量份数的组分：石灰70-80份、萤石5-10份、二氧化钛5-10份、铝矾土3-5份、二氧化锰3-5份、电石3-5份、白云石3-5份、碳化钨0.5-1份。

2.一种磨球钢材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

铁水预处理、转炉熔炼、LF炉精炼、VD炉精炼、连铸、连铸坯热装、轧制、缓冷、精整；所述转炉熔炼和LF炉精炼步骤中均加入如权利要求1所述的造渣剂。

3.根据权利要求2所述的磨球钢材料的制备方法，其特征是：所述转炉熔炼、LF炉精炼和VD炉精炼步骤中，全程底吹氩气。

4.根据权利要求2所述的磨球钢材料的制备方法，其特征是：在转炉熔炼步骤中，往铁水中加入废钢、转炉合金和脱氧剂；所述废钢和铁水的重量比为1:10，所述转炉合金包括硅铁、硅锰、高碳铬铁、人造石墨，所述硅铁和铁水的比例为1:20kg/t，所述硅锰和铁水的比例为1:1kg/t，所述高碳铬铁和铁水的比例为1:5kg/t，所述人造石墨和铁水的比例为5:1kg/t，所示脱氧剂包括硅铝钡和铝条，所述硅铝钡的用量与混合物重量之比为1.0-1.5kg/t，所述铝条的用量与混合物重量之比为0.2-0.4kg/t，所述混合物包括铁水、废钢和转炉合金。

5.根据权利要求2所述的磨球钢材料的制备方法，其特征是：所述转炉合金和脱氧剂的加入顺序依次为人造石墨、硅铝钡和铝条、硅锰和硅铁、高碳铬铁。

6.根据权利要求2所述的磨球钢材料的制备方法，其特征是：所述转炉熔炼步骤中供氧方式为顶吹。

7.根据权利要求2所述的磨球钢材料的制备方法，其特征是：所述LF炉精炼步骤中，往转炉熔炼步骤得到的钢水中加入LF炉合金， LF炉合金包括硅铁、硅锰、高碳铬铁、低氮碳粉，所述硅铁和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1:20kg/t，所述硅锰和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1:1kg/t，所述高碳铬铁和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为1:5，所述低氮碳粉和转炉熔炼步骤得到的钢水的比例为5:1kg/t。

8.根据权利要求2所述的磨球钢材料的制备方法，其特征是：所述LF炉精炼步骤中，喂铁钙线，喂线速度为3-5m/s。

9.根据权利要求2所述的磨球钢材料的制备方法，其特征是：所述VD炉精炼步骤中，往LF炉精炼步骤得到的钢水中加入低氮碳粉，所述低氮碳粉和LF炉精炼步骤得到的钢水的重量比为1:5。