一種低氧低硫高氮鋼用的鋼包渣改質劑的製備方法
2023-09-21 01:36:05
專利名稱：一種低氧低硫高氮鋼用的鋼包渣改質劑的製備方法
技術領域：
本發明按國際專利分類(IPC)劃分屬於化學；冶金部，冶金分部，鐵的冶金大類，生鐵的加工處理，例如精煉、熟鐵或鋼的冶煉；熔融態下鐵類合金的處理小類，用渣或熔劑作為處理劑領域。
背景技術：
鋼水從轉爐或電爐等初煉爐出鋼進入鋼包時，需對鋼水進行脫氧、脫硫、去除夾雜物等處理，以提高鋼的純淨度，滿足用戶的質量要求。曾有用鋁灰渣配入鋁粉作為鋼包渣改質劑，起到脫氧、脫硫的目的。如2003年由中國專利局公告的由江蘇江南鐵合金有限公司申報的，授權公開號為CN1410556A，中國專利號(ZL)為02138450. 9號的發明專利名稱是《鋁渣球及其製備方法》的發明專利，它將鋁粉、鋁渣粉、螢石和石灰石粉配比為單質鋁含量為24. 9%的鋁渣球，成功起到脫氧精煉及去除夾雜物的作用。但是尚有不足之處是，其基本原料鋁粉和鋁渣粉(Al>40%)均是成本較高的原料，並且Al含量大於40%的鋁渣粉仍具有可回收價值。
發明內容
本發明的目的是為解決現有技術中鋁灰渣配入鋁粉作為鋼包渣改質劑成本高的問題，提供一種運用鋁灰且無需加入鋁粉生產鋼包渣改質劑，將其運用於低氧低硫高氮鋼或對氮含量要求低的鋼種。一種低氧低硫高氮鋼用的鋼包渣改質劑的製備方法，其特徵是將電解鋁灰與氧化鈣和螢石按比例混合，鋁灰30 40% ;氧化鈣40 50% ;螢石10 15%，加入玻璃水混合均勻，然後壓製成球，經乾燥即得成品。其技術關鍵在於運用鋁灰的鋁單質和氮化鋁進行脫氧脫硫，所用鋁灰成分如下鋁灰的化學成份含量(重量％)為鋁灰Α15-10%, Α1Ν25-35%, Al20335_50%，Si022-5%, NaCl : 10-15%。當這種改質劑在出鋼後加入鋼包中，由於物料具有很好的流動性，因而能迅速在鋼水表面形成覆蓋層；在精煉期中，改質劑參與鋼渣的脫氧反應2Al+3Fe0 — Al203+3Fe(I)2AlN+3Fe0 — Al203+3Fe+N2(2)上述反應中產生的N2大部分進入氣相中，少部分溶解於鋼中，致使鋼液增氮N2 ^ 2 [N](3)此外，改質劑也參與鋼液的脫氧與脫硫2 [Al] +3 [O] — Al2O3(4)2A1N+3 [O] — Al203+2 [N](5)CaO+Al+[S] — CaS+Al203(6)研究表明，鋼液中[O]、[S]為表面活性元素，當其降低時有利於鋼液增氮，所以反應⑷(5) (6)促進反應(3)的進行。本發明的有益效果是一、氧、硫含量很低，特別適用於低氧低硫高氮鋼或對氮含量要求低的鋼種；二、反應產生的氮氣成為增氮的主要來源，且有很好的熱力學和動力學條件；三、原料普通、易得，且成本低；四、無需添加鋁粉，亦可成為很好的還原劑，具有成本優勢。(四)具體實施方法一種鋼包渣改質劑的製備方法，將電解鋁灰與氧化鈣和螢石按比例混合，鋁灰30 40% ;氧化鈣40 50% ;螢石10 15%，加入玻璃水混合均勻，然後壓製成球，經乾燥即得成品。例I :對原材料取樣分析，各原材料的化學組份分別是鋁灰A14. 3%, AlN :32. 0%, Al2O3 :49. 1%、SiO2 1. 01%、NaCl 13.· 2%氧化鈣CaO98. 3%、SiO2 0. 52%螢石粉=CaF298. 26、SiO2 0. 67%製備鋼包渣改質劑，將化驗合格的原材料稱重鋁灰49. 3%、氧化鈣39. 5%、螢石
11.2%，將上述稱重的原料混合均勻。以上實例的成品化學成份組份含量按重量百分比為Al 2. 1%，AlN 15. 8%, Al2O3 24. 2%, CaO 39. 6%, SiO2 0. 5%, CaF2 11. 2%, NaCl 6. 5%試驗應用例用本發明的鋼包渣改質劑做實驗，廢鋼150g，轉爐渣15g，加熱至1600°C，加入改質劑後，渣很快變白，且發泡性極好。待冷卻後，測渣鋼成分渣中FeO由31. 17% 降至 3. 24%,鋼中[O]由 480ppm 降至 17ppm,鋼中[N]由 52ppm 增至 129ppm,增加了77ppm。例 2 對原材料取樣分析，各原材料的化學組份分別是鋁灰A14. 3%, AlN :32. 0%, Al2O3 :49. 1%、SiO2 1. 01%、NaCl 13. 2%氧化鈣CaO98. 3%、SiO2 0. 52%螢石粉=CaF298. 26、SiO2 0. 67%製備鋼包渣改質劑，將化驗合格的原材料稱重鋁灰36. 4%、氧化鈣53. 6%、螢石10%，將上述稱重的原料混合均勻。以上實例的成品化學成份組份含量按重百分比為Al 1. 5%, AlN 11. 7%, Al2O3 17. 9%, CaO 53. 7%, SiO2 0. 4%, CaF2 9. 9%, NaCl 4. 8%試驗應用例用本發明的鋼包渣改質劑做實驗，高硫廢鋼([S]含量為200ppm)150g，轉爐渣15g，加熱至1600°C，加入改質劑後，渣很快變白，且發泡性極好。待冷卻後，測洛鋼成分鋼中[O]和[S]分別由360ppm和200ppm降至50ppm和75ppm,鋼中[N]含量由59ppm增至220ppm。實驗中脫硫效果明顯，[N]含量增加了 161ppm。本發明各成分中指標可根據用戶要求適當改變，不影響主要性能。
權利要求
1.一種低氧低硫高氮鋼用的鋼包渣改質劑的製備方法，其特徵是將電解鋁灰與氧化鈣和螢石按比例混合，鋁灰30 40% ;氧化鈣40 50% ;螢石10 15%，加入玻璃水混合均勻，然後壓製成球，經乾燥即得成品；所用鋁灰成分重量％含量如下:鋁灰:A15-10%，AlN25-35%, Al20335-50%, Si022_5%，NaCl : 10-15。
全文摘要
一種低氧低硫高氮鋼用的鋼包渣改質劑的製備方法，屬於煉鋼技術領域。其特徵是將電解鋁灰與氧化鈣和螢石按比例混合，鋁灰30～40%；氧化鈣40～50%；螢石10～15%，加入玻璃水混合均勻，然後壓製成球，經乾燥即得成品；所用鋁灰成分重量%含量如下鋁灰Al5-10%，AlN25-35%，Al2O335-50%，SiO22-5%，NaCl10-15%。本發明的優點是將鋁廠的廢棄物鋁灰用煉鋼生產時的鋼包頂渣改質劑，起到脫氧脫硫增氮的目的，而無需再配入鋁粉。該改質劑在鋼水出鋼後加入鋼包中，鋼包渣中的FeO降低到5%以下，鋼中T[O]和[S]分別達到20ppm和75ppm以下，鋼中[N]含量增加77ppm以上，鋼水潔淨度得到改善。
文檔編號C21C7/076GK102776328SQ201210300109
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者張立峰, 李燕龍, 楊樹峰 申請人:北京科技大學