專(zhuān)利名稱(chēng)：一種非金屬?gòu)?fù)合煉鋼脫氧劑和脫氧方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非金屬?gòu)?fù)合煉鋼脫氧劑和使用該脫氧劑的脫氧方法。
背景技術(shù)：
脫氧是煉鋼過(guò)程必不可少的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，鋼材的品種、質(zhì)量以及新產(chǎn)品 的開(kāi)發(fā)無(wú)不與脫氧環(huán)節(jié)相聯(lián)系。長(zhǎng)期以來(lái)，人們習(xí)慣使用金屬鋁塊對(duì)鋼水進(jìn)
行脫氧， 一般每噸鋼水中鋁的加入量為600-1000克。由于金屬鋁的熔點(diǎn)低、 密度小，又很容易在高溫下氧化，所以通常采用先加鋁然后再加鋼水的方法， 但是，鋁塊很快就漂浮到鋼水表面，而無(wú)法與深部的鋼水發(fā)生有效的作用， 并且產(chǎn)生鋁漂浮和裹渣現(xiàn)象。另外鋁在鋼水中燒損大，鋁的收得率很低，脫 氧效果不好，要想控制鋼中殘鋁量比較困難，影響了鑄件的品質(zhì)。同時(shí)，用 鋁塊脫氧時(shí)，其脫氧產(chǎn)物Al203是帶尖角的多角形夾雜物，如果不能及時(shí)從 鋼水中上浮排出，將在鋼中積聚，沿晶界呈鏈狀分布，對(duì)鑄鋼件的力學(xué)性能， 尤其是韌性產(chǎn)生較大的影響。因此，很有必要對(duì)用純鋁塊進(jìn)行脫氧的工藝進(jìn) 行改進(jìn)。
為了提高脫氧劑的利用率，國(guó)內(nèi)外鋼鐵生產(chǎn)廠家普遍采用含鋁合金或含 硅錳的合金對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧。采用鋁合金或含硅錳合金脫氧的工藝中，硅收 得率一般為70-80%，錳收得率一般為80-85%。但是合金脫氧無(wú)法改善鋼包 渣的氧化性指數(shù)，而且成本非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有技術(shù)中煉鋼脫氧過(guò)程所用脫氧劑脫氧效 果不好、合金元素收得率低而且成本高的問(wèn)題，提供一種脫氧效果好、能夠提高合金元素收得率而且成本低的煉鋼脫氧劑和使用該脫氧劑的脫氧方法。
本發(fā)明提供了 一種非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑，其中，該脫氧劑含有SiC和CaC2， 以脫氧劑的總重量為基準(zhǔn)，SiC的含量為25-40重量％; CaC2的含量為 60-75重量％。
本發(fā)明還提供了一種煉鋼脫氧方法，該方法包括將脫氧劑與鋼水混合， 其中，所用的脫氧劑包括本發(fā)明提供的非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑。
本發(fā)明提供的復(fù)合脫氧劑是一種低成本的煉鋼用高效非金屬?gòu)?fù)合脫氧材 料，能夠有效地去除鋼水中的自由氧。使用該脫氧劑代替現(xiàn)有技術(shù)中的金屬 鋁進(jìn)行煉鋼脫氧，可以避免在鋼水脫氧中大量使用昂貴的金屬鋁，而且由于 非金屬?gòu)?fù)合脫氧材料不出現(xiàn)漂浮和裹渣現(xiàn)象，脫氧效果穩(wěn)定。與傳統(tǒng)的金屬 脫氧劑相比，使用本發(fā)明提供的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行脫氧可使常用合金元素Si、 Mn收得率提高5-8個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)鋼包渣無(wú)須特殊處理而實(shí)現(xiàn)鋼包渣的脫 氧，大大降低金屬脫氧后的鋼包渣的氧化性指數(shù)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑含有SiC和CaC2，以脫氧劑的總重量 為基準(zhǔn)，SiC的含量為25-40重量％; CaC2的含量為60-75重量％。
所述SiC和CaC2的粒度可以為2-8毫米。為了使兩種非金屬材料混合均 勻而且與鋼水接觸充分，SiC和CaC2的粒度越均勻越好；而為了使脫氧劑不 漂浮于鋼水表面而且易于加工，SiC和CaC2的粒度又不宜過(guò)小，因此，優(yōu)選 為平均粒度2-8毫米。其中，所述CaC2可以為主要成分為CaC2的電石。
本發(fā)明提供的非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑可以通過(guò)將SiC和CaC2破碎、混合而 制得。破碎的方法可以為公知的各種破碎方法，只要使得到的非金屬?gòu)?fù) 合脫氧劑的平均粒度為2-8毫米即可。
本發(fā)明還提供的煉鋼脫氧方法包括將脫氧劑與鋼水混合，其中，所用的脫氧劑為本發(fā)明提供的非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑。
所述將鋼水和脫氧劑混合的方法為先將脫氧劑加入鋼包中然后向鋼包 中加入鋼水或者將脫氧劑與鋼水同時(shí)加入鋼包中。其中所述先將脫氧劑加入 鋼包中然后向鋼包中加入鋼水為常規(guī)的煉鋼脫氧方法，本發(fā)明中可以采用， 優(yōu)選情況下，本發(fā)明采用的脫氧方法為將脫氧劑與鋼水同時(shí)加入鋼包中。
所述將鋼水和非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑混合的溫度可以為1550-1650°C，優(yōu)選 為1600-1650°C;混合的時(shí)間可以為2-15分鐘，優(yōu)選為8-12分鐘。
當(dāng)對(duì)要求鋼的含氧量很低(例如，小于20ppm)的時(shí)候，所述脫氧劑還 包括鋁，脫氧時(shí)將鋼水依次與非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑和鋁混合。以1噸的鋼水為 基準(zhǔn)，所述鋁的用量為200-300克，即能完成鋼水脫氧至20PPm以下的任務(wù)。
鋼水與所述鋁混合的溫度可以為1550-1650°C，優(yōu)選為1600-1650°C;混 合的時(shí)間可以為2-8分鐘，優(yōu)選為3-6分鐘。
在使用本發(fā)明非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑脫氧之前，可以在鋼水中加入鋼種合金 化所需要的元素，如硅、錳及其它合金元素，它們的用量可以根據(jù)最終產(chǎn)品 中各種元素含量的需要進(jìn)行調(diào)整。
下面，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑的制備及脫氧過(guò)程。
(1) 復(fù)合脫氧劑的制備
將350千克塊狀的電石(含80重量％的CaC2)和150千克SiC采用顎 式破碎機(jī)分別破碎至平均粒度為5毫米(破碎電石時(shí)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行)， 混合均勻，即制得復(fù)合脫氧劑Al 。
(2) 加入合金元素以及用復(fù)合脫氧劑脫氧 在將轉(zhuǎn)爐中的鋼水倒入鋼包中的同時(shí)，加入硅錳合金(其中，硅含量為17重量％，錳含量為63重量％，余量為鐵、磷和硫)，以1噸的鋼水為基準(zhǔn)， 硅錳合金的加入量為12千克。并且，在加入鋼水同時(shí)加入步驟(1)制得的 復(fù)合脫氧劑A1，以l噸的鋼水為基準(zhǔn)，復(fù)合脫氧劑的加入量為2千克，控 制溫度為164(TC，鋼包內(nèi)精煉10分鐘(鋼包需進(jìn)行吹氬處理)。 (3)喂鋁線(xiàn)，澆注
出鋼結(jié)束后，通過(guò)喂絲機(jī)(攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院生產(chǎn))向步驟(2) 處理后的鋼包內(nèi)喂入鋁線(xiàn)，所用鋁線(xiàn)中鋁的含量為99重量％，鋁線(xiàn)的直徑 為9.5毫米，控制溫度為164(TC。 1噸鋼水中加入鋁線(xiàn)的量為250克。熔煉 5分鐘后將鋼包送到連鑄機(jī)進(jìn)行澆注，所得產(chǎn)品記作E1。
實(shí)施例2
本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑的制備及脫氧過(guò)程。
(1) 復(fù)合脫氧劑的制備
采用與實(shí)施例1步驟(1)相同的方法，不同的是，SiC的加入量為100克。
(2) 加入合金元素以及用復(fù)合脫氧劑脫氧 同實(shí)施例1步驟(2)。
(3) 澆注
將鋼包送到連鑄機(jī)進(jìn)行鋼水澆注，所得產(chǎn)品記作E2。 對(duì)比例1
本對(duì)比例用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的脫氧過(guò)程。
在鋼包中按每噸鋼水800克鋁的量放入鋁脫氧劑，然后將轉(zhuǎn)爐中的鋼水 倒入該鋼包中，控制溫度為1650°C，同時(shí)，加入硅錳合金(其中，硅含量為 17重量％，錳含量為63重量％，余量為鐵、磷和硫元素)，以l噸的鋼水為基準(zhǔn)，硅錳合金的加入量為12千克，熔煉5分鐘后，將鋼包送到連鑄機(jī)進(jìn) 行鋼水澆注，所得產(chǎn)品記作C1。
產(chǎn)品測(cè)試
鋼中含氧量的測(cè)定賀利氏定氧儀測(cè)定，鑄坯T[O]分析結(jié)果列于表l。
收得率應(yīng)用質(zhì)譜儀測(cè)得鋼中硅、錳元素的含量。算出整個(gè)鋼包中所得 鋼中兩種元素各自的重量，每種元素的重量與該元素的加入量的比值即為該 元素的收得率。結(jié)果列于表l。
表1
編號(hào)復(fù)合脫氧 劑用量 /Kg/t鋼鋁線(xiàn)用量/ Kg/t鋼含氧量 /ppm收得率/%SiMn
El20.251585.294.5
E220.251886.495.1
Cl-0.81875.682.2
從表l中可以看出，與傳統(tǒng)的金屬脫氧劑相比，使用本發(fā)明提供的復(fù)合
脫氧劑進(jìn)行脫氧可使常用合金元素Si、 Mn收得率提高，并且脫氧效果好。
權(quán)利要求
1、一種非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑，其特征在于，該非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑含有SiC和CaC2，以脫氧劑的總重量為基準(zhǔn)，SiC的含量為25-40重量％；CaC2的含量為60-75重量％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑，其中，該非金屬?gòu)?fù)合脫 氧劑的平均粒度為2-8毫米。
3、 一種煉鋼脫氧方法，該方法包括將鋼水和脫氧劑混合，其特征在于， 所述脫氧劑包括權(quán)利要求1所述的非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述將鋼水和非金屬?gòu)?fù)合脫氧 劑混合的方法為在出鋼過(guò)程中將非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑與鋼水同時(shí)加入鋼包中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，以l噸的鋼水為基準(zhǔn)，所 述非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑用量為1.5-2.5千克。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，所述將鋼水和非金屬?gòu)?fù)合 脫氧劑混合的溫度為1600-1650°C，混合時(shí)間為8-12分鐘。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述脫氧劑還包括鋁，鋼水依 次與非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑和鋁混合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，以l噸的鋼水為基準(zhǔn)，所述鋁 的用量為200-300克。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，鋼水與鋁混合的溫度為1600-1650 °C，混合時(shí)間為3-6分鐘。
全文摘要
一種非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑及應(yīng)用該復(fù)合脫氧劑的煉鋼脫氧方法，其中，該非金屬?gòu)?fù)合脫氧劑含有SiC和CaC₂，以脫氧劑的總重量為基準(zhǔn)，SiC的含量為25-40重量％；CaC₂的含量為60-75重量％。本發(fā)明提供的復(fù)合脫氧劑是一種低成本的煉鋼用高效非金屬?gòu)?fù)合脫氧材料，能夠有效地去除鋼水中的自由氧以及降低鋼包渣的氧化性指數(shù)。使用該脫氧劑代替現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金進(jìn)行煉鋼脫氧，可以避免在鋼水脫氧中大量使用昂貴的鋁合金，而且由于非金屬?gòu)?fù)合脫氧材料不出現(xiàn)漂浮和裹渣現(xiàn)象，脫氧效果好。與傳統(tǒng)的脫氧劑相比，使用本發(fā)明提供的復(fù)合脫氧劑進(jìn)行脫氧可使常用合金元素Si、Mn收得率提高5-8個(gè)百分點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21C7/06GK101451177SQ20071019530
公開(kāi)日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者戈文蓀, 文永才, 曾建華, 楊素波, 湯天宇, 建 王, 永 陳 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院;攀枝花新鋼釩股份有限公司