一种复合脱氧剂
阅读：269发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种复合脱氧剂专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种转炉、精炼炉炼 钢 用新型 脱 氧 剂 ，所述复合脱氧剂包括 碳 酸盐、 碱 性氧化物、膨胀 石墨 和镁处理剂，所述镁处理剂为 钝化 镁粒。本发明的复合脱氧剂可以在转炉出钢工位、LF精炼炉工位 冶炼 过程中形成诸多的小渣滴，快速与脱氧产生的氧化物反应形成化合物，形成渣洗工艺，同时碳酸盐和膨胀石墨受热会释放出气泡，可以粘附夹杂物上浮，达到 净化 钢 水 ，提高 质量 的目的。，下面是一种复合脱氧剂专利的具体信息内容。
一种复合脱氧剂
技术领域
背景技术
[0002] 钢中的非金属夹杂物主要是铁、锰、铬、铝、钛等金属元素与氧、硫、氮等形成的化合物。其中氧化物主要是脱氧产物，包括未能上浮的一次脱氧产物和钢液凝固过程中再次发生脱氧反应(二次氧化)形成的脱氧产物；或是由于混入钢中的炉渣、耐火材料等所造成。非金属夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性，造成钢组织的不均匀，对钢的各种性能会产生一定影响，如降低钢的强度和韧性等。非金属夹杂物主要是硫化物(MnS、FeS等)、氧化物(FeO、MnO、CaO、Al2O3等)、硅酸盐及氮化物(TiN、AlN)等。
[0003] 中国专利申请CN105950826A公开了一种钢包精炼炉精炼渣脱氧剂及其使用方法，所述精炼渣脱氧剂包括如下组分：CaCO3：10～30％，Al2O3：30～60％，Al：10～35％，其它：≤5％，均为质量百分数。通过在钢包精炼炉造渣过程中加入本发明精炼渣脱氧剂，使得精炼渣具有较高的脱硫与吸附夹杂物的能力，且造渣后TFe+MnO＜1％。
[0004] 中国专利申请CN102344992A公开了一种在炼钢中使用的复合脱氧剂，该复合脱氧剂的化学成分质量百分比为：Si≥14％、Ca≥14％、Al≥25％、P≤0.06％、S≤0.08％、As≤0.10％、Pb≤0.01％。所述复合脱氧剂的使用方法为：在出钢过程中，当开始出钢时往钢水中加入上述复合脱氧剂，加入方法主要以手投为主，加入量按照以下标准要求加入：转炉出钢碳＞0.06％时，复合脱氧剂加入量按1.8-2.0kg/t钢；转炉出钢碳在0.04—0.06％之间时，复合脱氧剂高加入量按2.0-2.2kg/t钢；转炉出钢碳＜0.04％时，复合脱氧剂加入量按
2.2-2.4kg/t钢。
2.2-2.4kg/t钢。
[0005] 但是前述的专利申请所涉及的技术方案内，均涉及了在前文指出的各类技术问题需要克服。
发明内容
[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新的复合脱氧剂，并相应的提供了制备复合脱氧剂的方法。
[0008] 作为上述复合脱氧剂一种更好的选择，所述碳酸盐、碱性氧化物、膨胀石墨和镁处理剂的质量比为20-30：20-30：35-45：4-8。复合脱氧剂内还可以含有其他不影响冶炼的杂质，例如复合脱氧剂内含有7％不影响冶炼的杂质。
[0009] 作为上述复合脱氧剂一种更好的选择，所述碳酸盐为碳酸镁或碳酸钙。所述碳酸盐普遍在摄氏1500度以下受热时，碳酸根会断裂，分解释放细小的CO2气泡，同样的粘附夹杂物上浮。
[0010] 作为上述复合脱氧剂一种更好的选择，所述新型复合脱氧剂中碳酸盐的含量为20-30wt％。所述碳酸盐可以以如下的方式提供：首先将碳酸盐磨粉，然后造粒。按照前述方式得到的碳酸盐受热膨胀成为一个个小颗粒，参与反应，按照冶金传输理论，所有的反应都是大颗粒物质的解离，然后是大分子到小分子，原子或者原子团，粒子才能够参与反应，本发明提供的复合脱氧剂中的碳酸盐能够迅速的膨胀解离，参与反应，碳酸盐受热后能够形成诸多的小渣滴，能够快速的与脱氧产生的氧化物反应形成化合物，起到渣洗的目的。碳酸盐普遍在摄氏1500度以下受热时，碳酸根会断裂，分解释放细小的CO2气泡，同样的粘附夹杂物上浮。
[0011] 作为上述复合脱氧剂一种更好的选择，所述碱性氧化物为氧化镁、碳酸镁、氧化钙或碳酸钙。
[0012] 作为上述复合脱氧剂一种更好的选择，所述膨胀石墨的膨胀容积率为150-200mL/g。本发明中复合脱氧剂中的碳为膨胀容积率较大的石墨，将石墨破碎到500目，采用机械化学反应原理，与碳酸盐等合成，其存在形式为层状石墨细小颗粒的形式。碳脱氧的优点是脱氧量较大(1kg的碳脱氧的量大于1kg的铝脱氧量)，脱氧后的产物是微小的CO气泡，能够从钢液中间逸出，不污染钢水，同时CO气泡从钢液中间逸出的时候，还能够粘附钢液中间的夹杂物上浮，去除夹杂物。新型复合脱氧剂特点是受热以后迅速的分解，分解后弥散成为多个小颗粒扩散，迅速的参与钢液的脱氧，与工业电石相比，脱氧速度和对于钢液的增碳的影响均优于工业电石。
[0013] 作为上述复合脱氧剂一种更好的选择，所述碱性氧化物为氧化钙，所述膨胀石墨的膨胀容积率为150-200mL/g，所述镁处理剂为钝化镁粒；所述碳酸盐、碱性氧化物、膨胀石墨和镁处理剂的质量比为23：23：41：6，其他为7％的杂质。
[0014] 本发明中，新型复合脱氧剂加入钝化镁粒，在钢水中，能够与氧化铝反应，形成颗粒较小的镁铝尖晶石，同时黏附在CO2气泡上或者氩气泡上上浮。此类夹杂物即使不能够上浮，留在钢液中间，其危害性与氧化铝夹杂物相比，也小的很多。
[0015] 使用本发明的复合脱氧剂进行脱氧的机理如下：
[0016] 钢液内气泡尺寸细小可以增加其与夹杂物碰撞概率，提高夹杂物的去除效率；细小渣滴的存在具有渣洗的作用。产品中添加的膨胀石墨，在受热后，能够与钢液中间的自由氧或者浮氏体(氧化铁)反应，形成CO气泡，既能够脱氧，又能够形成黏附夹杂物的小气泡，有利于钢液的净化。通过在钢液中引入碳酸盐，碳酸盐受热分解后可以在钢液中生成微小的CO2气泡，小气泡不但能够使钢液成分和温度均匀，而且通过气泡的捕捉、吸附作用，直接去除夹杂物。
[0017] 本发明可实现在转炉出钢工位、LF精炼炉工位冶炼过程，能够形成诸多的小渣滴，快速与脱氧产生的氧化物反应形成化合物，形成渣洗工艺，同时碳酸盐和膨胀石墨受热会释放出气泡，可以粘附夹杂物上浮，达到净化钢水，提高质量的目的。
具体实施方式
[0018] 如下为本发明的实施例，其仅用作对本发明的解释而并非限制。
[0019] 如下的实施例提供了一种新的复合脱氧剂，包括碳酸盐、碱性氧化物、膨胀石墨和镁处理剂，所述碳酸盐为碳酸钙，所述碱性氧化物为氧化钙，所述镁处理剂为钝化镁粒；所述碳酸盐、碱性氧化物、膨胀石墨和镁处理剂的质量比为20-30：20-30：35-45：4-8。复合脱氧剂内还可以含有其他不影响冶炼的杂质，例如复合脱氧剂内其他为7％的杂质。
[0020] 碳酸盐也可以使用碳酸镁，相应的碱性氧化物也可以是氧化镁、碳酸镁、盐酸钙，但是对于使用含镁原料，其可以取得和对应的含钙原料一致的效果，但是明显会提高企业的成本，因此，如下的实施例仅以碳酸盐为碳酸钙，碱性氧化物为氧化钙进行说明。
[0021] 如下实施例使用的原料中，所述碳酸盐、碱性氧化物、膨胀石墨和镁处理剂的质量比为23：23：41：6，其他为7％的杂质。当然，所述碳酸盐、碱性氧化物、膨胀石墨和镁处理剂的质量比也可以为20-30：20-30：35-45：4-8，在提供较纯原料的前提下，可以取得更好的技术效果。
[0022] 利用本发明的脱氧剂进行脱氧的过程如下：
[0023] (1)转炉出钢开始，钢包内的钢水达到10t左右，开始加入新型复合脱氧剂，及加入钢芯铝、合金和渣辅料石灰等。
[0024] (2)在钢水量出到出钢量的五分之四之前加完。如果转炉的出钢口偏大，可加大加入速度，钢水出完，停止加入；
[0025] (3)使用量建议：转炉出钢终点碳含量W[C]<0.10％，吨钢加入2kg；W[C]>0.10％,吨钢使用量1.5kg；
[0026] (4)禁止将本产品一次性的加入钢包底部，然后出钢的操作方法，防止钢水沸腾剧烈，引起安全事故。
[0027] (5)LF精炼过程中的脱氧主要是扩散脱氧和成分的调整。在此过程中，使用新型复合脱氧剂，可迅速提高炉渣的碱度，利于泡沫渣形成，保持炉内气氛，同时中间的镁含量有助于迅速的增加炉渣的碱度和粘度，有利于冶炼操作和钢包渣线的保护。
[0028] LF精炼过程中使用方法与使用电石的方法相同，等量替换使用即可。
[0029] 采用新型复合脱氧剂脱氧，有如下优点：
[0030] ⑴钢水出钢到10t，加入后，受热碎裂成为N个细小颗粒，其中的膨胀石墨碳参与碳脱氧的反应，产生弥散的CO/CO2气泡上浮。球体中间的碳酸盐形成N个小渣滴，成为渣洗钢液的最佳脱氧物质；
[0031] ⑵由于铝脱氧速度远远大于碳脱氧的速度，在钢芯铝加入以后，脱氧反应产生的细小弥散的Al2O3颗粒，会粘附在脱氧产生的CO/CO2气泡的表面上浮，有利于弥散的Al2O3去除；
[0032] ⑶球体中间的碳酸盐形成的小渣滴，能够与铝脱氧产生的Al2O3颗粒反应，形成低熔点的钙铝酸盐，有利于上浮去除；
[0033] ⑷目前的研究证明，钢液的脱硫反应，脱硫反应的产物CaS，是与12CaO·7Al2O3形成化合物11CaO·7Al2O3·CaS,然后上浮，依照化学反应平衡移动的原理可知，使用氧新型复合脱氧剂有利于脱硫反应的进行；
[0035] ⑹使用本产品在钢铁制造流程中间，能够降低炼钢的吨钢成本；
[0036] ⑺使用本产品，能够降低炼钢工艺去除夹杂物的吹氩和钙处理喂丝工艺的操作难度，提升钢液的质量。
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