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炉外精炼剂

阅读:113发布:2020-05-12

专利汇可以提供炉外精炼剂专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属 钢 的 冶炼 领域,尤其涉及 钢 水 炉外精炼的 脱硫 、脱磷、防回磷用的精炼剂。由BaCO3、BaF2、Al2O3、CaO组成。本精炼剂在常温、常压按组份及含量、粒度进行配比混匀、干燥而成,或按组份及含量、粒度进行配比混匀在常压预熔而成。与 现有技术 相比,其优点是采用一种精炼剂同时解决了炉外钢水精炼的脱硫、脱磷问题,更为重要的是解决了钢包渣还原后回磷问题,减轻了炼钢包衬的侵蚀。有利于提高产品的 质量 和炼钢生产的命中率,冶炼低硫、低磷钢新品种创造了条件。,下面是炉外精炼剂专利的具体信息内容。

1、炉外精炼剂设计以BaO系为基,各组分按重量百分比由BaCO3 30-60%、BaF2 8-11%、Al2O3 17-23%、CaO 38-13%组成;在常温常压 下,按组分含量、粒度进行配料,采用一般方法混合均匀,造粒或不 造粒,干燥而成;或配料后进行混匀、预熔烧结破碎而成。
2、根据权利要求1所述的钢水炉外精炼剂,其化学成分由BaCO3 32-40%、 BaF2 8-11%、Al2O3 17-23%、CaO 28-38%组成,以上均为按重量百分 比。
3、根据权利要求1所述的钢水炉外精炼剂,其化学成分由BaCO3 42-48%、 BaF2 8-11%、Al2O3 17-23%、CaO 20-28%组成,以上均为按重量百分 比。
4、根据权利要求1所述的钢水炉外精炼剂,其化学成分由BaCO3 48-56%、 BaF2 8-11%、Al2O3 17-23%、CaO 13-20%组成,以上均为按重量百分 比。

说明书全文

技术领域

发明冶炼领域、尤其涉及炉外精炼的脱硫、脱磷、防回 磷用的精炼剂。

背景技术

钢中硫、磷容易在钢的晶界产生偏析、严重降低钢冲击韧性、可焊性、抗裂 纹性、抗褶性。特别是低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢、高韧性钢等优质钢 种,对钢中的硫、磷的含量要求更严格。冶炼的钢水进行炉外精炼,降低钢中硫、 磷含量,对于提高钢的产品质量、扩大产品品种、降低生产成本具有十分重要的 意义。现有一般采用CaO-Al2O3系钢水炉外精炼脱硫剂、CaO-FeO系钢水炉外精 炼脱磷剂,存在的缺陷是:前者能脱硫,但脱磷效果差;后者能脱磷,但脱硫较 差,而当钢水炉外精炼钢包渣被造还原渣后,CaO-FeO系脱磷剂完全失效,钢水 严重回磷。因此,近来出现了在CaO-FeO系脱磷剂基础上用部分BaO替换CaO, 回磷现象有所减轻,但回磷问题仍然未得到解决。因而造成钢的性能不稳定,命 中率低,增加了生产成本;限制了钢的品种,对精炼钢包侵蚀,严重污染了钢水。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足,本发明的目的是提供一种精炼 剂,能在精炼过程中造还原渣前,对钢水进行脱磷;在造还原渣后的精炼 过程中,对钢水进行脱硫,并且钢水不回磷。
本发明改变了长期以来采用CaO为基的精炼剂,采用BaO为基的精炼 剂,各组分按重量百分比,由BaCO330-60%、BaF28-11%、Al2O317-23%、 CaO38-13%组成,在常温常压下,按组分及含量、粒度进行配料,采用一般 方法均匀混合、造粒(或不造粒)、干燥而成;或配料后进行混匀、预熔烧 结、破碎而成。
本发明的精炼剂与CaO系精炼剂在脱硫、脱磷机理及效果叙述。
1、在钢包渣造还原渣前的精炼过程中,在化性气氛下发生脱磷反应:
3BaO(s)+2[P]+5/2O2(g)=3BaO・P2O5
其脱磷能明显高于CaO系脱磷剂。
2、在钢包渣造还原渣后的精炼过程中,发生脱硫反应,
BaO+[S]=(BaS)+[O]
与脱磷反应先产生的氧化物的(3BaO·P2O5等)后在熔渣中溶解,不同 的是脱硫反应是在渣—金属界面上伴有电子转移的置换反应,
[S]+O2-=[S2-]+[O]
由于BaO的离子位(离子价/离子半径)为1.48,CaO的离子位1.89, 而金属氧化物的金属阳离子与阴离子结合力与离子位成正比,所以BaO比CaO更容易放出O2-,对脱硫有利。由于BaO渣系的光学度为1.15, 而CaO为1.0,前者硫容量大,因此BaO的脱硫能力高于CaO渣系脱 硫剂。
3、当钢水在炉外精炼过程中造还原渣后,钢包渣中(∑FeO+MnO) 一般降至0.5~1.5%,其氧的分压相应下降至10-12.2~10-11.2atm, 而CaO脱磷反应
3CaO(s)+2[P]+5/2O2(g)=3CaO・P2O5
ΔG°=-1966388+562·TT
因为上述ΔG°是在标准态(Po2=/atm)的数值时,当反应体系中别的因 素不变,只有氧势明显降低时,CaO脱磷的自由能变化如下
ΔG°=-1966388+(562.7-47.851gPo2)T
根据上式可以推导出CaO脱磷与回磷氧分压的临界值Po2=10-10.4atm。因 此,CaO系精炼剂在钢包渣被还原后回磷严重。
BaO脱磷反应:
3BaO(s)+2[P]+5/2O2(g)=3BaO・P2O5   ΔG°=-2199500+595.15T
当反应式体系中别的因素不变,只有氧势明显降低时,BaO脱磷的自 由能变化如下:
ΔG°=-2199500+(595.15-47.851gPo2)T
根据上式可以推导出BaO脱磷与回磷氧分压的临界值Po2=10-12.3atm。 因此,BaO系精炼剂在钢包渣被还原后,仍不回磷。
钢水炉外精炼按通常的投加精炼剂方法,分两次进行投加。
与现有技术相比,本发明的优点是,用一种精炼剂对炉外精炼钢水进 行脱硫、脱磷,更为重要的是解决了钢包造还原渣后钢水严重回磷问题, 有利于提高产品质量和炼钢的命中率,为冶炼低硫、低磷钢的新品种创造 了条件。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。
在以下实施例和对比中,用脱硫率表示脱硫效果,用脱磷率表示脱磷 效果,数值越大,效果越好。
实施例是在常温常压下,按组分及含量、粒度进行配料,采用一般方 法均匀混合、造粒(或不造粒)、干燥而成;或配料后进行混匀、预熔烧结、 破碎而成。
实施例1:BaCO3 32-40%、BaF2 8-11%、Al2O3 17-23%、CaO 28-38%,
       脱磷率:30-45%        脱硫率:40-75%。
实施例2:BaCO3 42-48%、BaF2 8-11%、Al2O3 17-23%、CaO 20-28%,
       脱磷率:45-60%        脱硫率:40-75%。
实施例3:BaCO3 48-56%、BaF2 8-11%、Al2O3 17-23%、CaO 13-20%
       脱磷率:60-80%        脱硫率:40-75%。
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