專利名稱：鎳鎂脫氧壓塊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煉鋼脫氧劑，具體是一種鎳鎂脫氧壓塊及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著用戶對(duì)鋼材質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格，為能適應(yīng)高強(qiáng)度、高壽命、耐腐蝕、惡劣條件工作的需要，就必須大力提高鋼水的純凈度。鋼中總氧含量越低，非金屬夾雜物數(shù)量越少、尺寸越小，分布越均勻，則鋼的純凈度水平就越高，綜合性能就越好，用途就越廣泛，使用壽命就越長(zhǎng)。鎂具有較強(qiáng)的脫氧能力，鎂對(duì)鋼液脫氧具有很好的脫氧效果，其脫氧產(chǎn)物排除速度快，生成的夾雜物的性質(zhì)和形態(tài)得到改善，夾雜物基本呈球形，尺寸細(xì)小且均勻分布在鋼中。經(jīng)鎂處理的鋼其強(qiáng)度、沖擊韌性、耐疲勞、耐磨性和各向異性等力學(xué)性質(zhì)得到明顯改善。但是由于金屬M(fèi)g在煉鋼溫度下的蒸汽壓高達(dá)2. 038MPa，使得加鎂的安全性和利用效率成為需要解決的問題。專利《鋁鎂鐵系多元合金煉鋼脫氧劑》(申請(qǐng)?zhí)?00710158145. 4，公開號(hào) CN101435008)公開了一種含鎂脫氧劑，其化學(xué)成分(重量％)為鋁30 35%，鎂10 15%，硅1 5%，鈣5 10%，鍶5 10%，鈰0. 1 2%，余量為Fe。發(fā)明的脫氧劑具有較強(qiáng)的脫氧能力，而且由于熔點(diǎn)低、比重大、對(duì)鋼液有較強(qiáng)的穿透能力，有效地去除氣體和改變非金屬夾雜物，有助于鋼質(zhì)量的進(jìn)一步提高。但是，該脫氧劑加入鋼液后，由于鎂的飽和蒸汽壓高，氣化后的鎂蒸汽只有很少量溶解到鋼液中，因此，該脫氧劑仍不能有效提高鎂在鋼液中的溶解度，最終導(dǎo)致鎂的收得率不穩(wěn)定。另外，合金中的鎂含量較低，也較難發(fā)揮鎂的強(qiáng)脫氧能力。專利《一種鎂鋁鐵合金及其制備方法》(申請(qǐng)?zhí)?008102^501. 6，公開號(hào) CN101418365)公開了一種含鎂脫氧劑，其化學(xué)成分(重量％)為鎂3 % 15 %，鋁 30% 60%，其余為鐵。該發(fā)明的脫氧劑制作過程是，先在感應(yīng)爐的底部加入總鋁量的 25% 35% ；然后鎂錠全部放入感應(yīng)爐內(nèi)；再加入余下的65% 75%鋁塊，最后加入全部的金屬鐵或廢鋼。其特點(diǎn)是，不需要冶煉中間合金、縮短流程，直接生產(chǎn)鎂鋁鐵合金，且不加任何保護(hù)渣，是通過合理布料、嚴(yán)格控制升溫制度實(shí)現(xiàn)合金冶煉，便于生產(chǎn)。此種鐵合金使用時(shí)，直接加入鋼液中即可，加入之后，可把原來(lái)鏈狀脫氧產(chǎn)物變成粒狀脫氧產(chǎn)物，脫硫脫氧的效率更高。但是，該脫氧劑加入到鋼液后同樣存在氣化后的鎂蒸汽只有很少量溶解到鋼液中缺點(diǎn)，因此，該脫氧劑仍不能有效提高鎂在鋼液中的溶解度，最終導(dǎo)致鎂在鋼中的收得率不穩(wěn)定。同時(shí)也存在合金中鎂含量低的缺點(diǎn)。專利《一種鎳鎂合金及其冶煉方法》(申請(qǐng)?zhí)?00610(^擬48· 4，公開號(hào)CN 101096731A)公開了一種含鎂脫氧劑，其化學(xué)成分(重量％ )為鎂8 49 %，Ni :49 91%, Fe 0 ~ 18%，雜質(zhì)元素 Al，C, Si 和 Mn 的含量均 1. 0%。(Al% +C% +Si% +Mn% ) < 2. 5%。鎂合金的冶煉方法，依次包括以下步驟備料、裝料、送電、熔化、搖爐、合金化及澆注工序。該發(fā)明可以適用于冶煉鎂含量在8-49wt%范圍的鎳鎂合金。該發(fā)明的脫氧劑
3顯著提高了合金中的鎂含量，并且，在脫氧劑加入到鋼液后，由于合金中含有鎳，因此，在合金周圍會(huì)出現(xiàn)富鎳的鋼液，鎂在富鎳的鋼液中具有較高的溶解度，可有效提高鎂的收得率。 但是對(duì)于鎳鎂合金，由于鎳的熔點(diǎn)達(dá)1452°C，鎂的熔點(diǎn)只有650°C，且金屬鎂還具有蒸汽壓高，不導(dǎo)磁(不感應(yīng))等特點(diǎn)，實(shí)際生產(chǎn)難度很大，冶煉時(shí)容易引發(fā)火災(zāi)、煙霧甚至爆炸，鎂收得率極低，以及合金成分不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。另外該發(fā)明的合金鎂含量也只達(dá)到了 49%，也不能充分發(fā)揮鎂的脫氧能力。如上所述，傳統(tǒng)含鎂脫氧劑的制作和使用過程還存在一定局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)含鎂脫氧劑的制作和使用過程存在局限性的問題，提出了一種鎳鎂脫氧壓塊及其制備方法，具有簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，保證脫氧效果，提高使用安全性能，同時(shí)具備改善夾雜物的性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的基本思想在于采用能耗低、鎂收得率高、易于加工、污染小的制作方法， 生產(chǎn)一種含鎂高的高效復(fù)合脫氧壓塊。該脫氧壓塊中的鎳可有效提高鎂在鋼液中的溶解度，同時(shí)為避免高鎂含量脫氧劑加入鋼液時(shí)發(fā)生噴爆的危險(xiǎn)，對(duì)其進(jìn)行鈍化處理可有效避免噴爆發(fā)生。本發(fā)明的化學(xué)成分為(重量百分比)10% 60%的鎂粉，30% 80%的鎳粉，其余為鐵粉。本發(fā)明的制作工藝為(1)按以下的重量百分比稱取原料鎂粉10% 60%，鎳粉30% 80%，其余為鐵粉。(2)對(duì)鎂粉進(jìn)行鈍化處理。(3)將原料粉末與粘結(jié)劑在混料機(jī)中進(jìn)行機(jī)械混合。(4)采用對(duì)輥壓力機(jī)壓制成產(chǎn)品。(5)對(duì)壓制好的產(chǎn)品烘干、包裝、待用。本發(fā)明鎂粉、鎳粉和鐵粉的粒度120 400目鎂粉進(jìn)行鈍化處理工藝為選用濃度為5 8g/L的NH4F水溶液作為鈍化液，將鎂粉加入鈍化液中，鈍化溫度為70 75°C，鈍化處理時(shí)間為30 35min。經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為1. 0 2. 0 μ m的鈍化薄膜。本發(fā)明所用的粘結(jié)劑為羧甲基纖維素，加入量占總物料總量的1 4%，混合時(shí)間為2 4小時(shí)。本發(fā)明的輥壓力機(jī)的壓力彡500Kg/cm2，產(chǎn)品粒徑為5_30mm烘干溫度在130°C 160°C，去除水分。本發(fā)明的工藝方法中步驟⑴所述鎂粉、鎳粉和鐵粉的粒度大于120目，是為了有利于鎂粉、鎳粉和鐵粉均勻分散。粒度小于400目，則是為了降低加工成本；脫氧壓塊中鎂粉重量百分比為10% 60%，大于10%是為了保證脫氧劑中有足夠的鎂含量，易于脫氧。 而小于60%則是避免鎂含量太高而引起脫氧劑加入鋼液中發(fā)生噴爆現(xiàn)象。脫氧壓塊中鎳粉重量百分比為30% 80%，是為了保證脫氧壓塊加入到鋼液中在壓塊周圍出現(xiàn)富鎳鋼液，提高鎂的溶解度。脫氧壓塊中配加適量鐵粉則是為了適當(dāng)減弱鎂與鋼液劇烈反應(yīng)；步驟
4(2)對(duì)鎂粉進(jìn)行鈍化處理，是為抑制鎂粉表面氧化以及在應(yīng)用過程中的劇烈反應(yīng)，其鈍化處理方法是選用濃度為5 8g/L的NH4F水溶液作為鈍化液，將鎂粉加入鈍化液中，鈍化溫度為70 75°C，鈍化處理時(shí)間為30 35min。經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為 1.0 2.0口111的鈍化薄膜。步驟(3)中的混合時(shí)間為2小時(shí)以上，保證充分混勻，混合時(shí)間不超過4小時(shí)，避免人力及物力消耗。粘結(jié)劑為羧甲基纖維素，加入量占總物料總量的1 4%。步驟(4) 中，對(duì)輥壓力機(jī)的壓力彡500Kg/cm2，產(chǎn)品粒徑為5-30mm。步驟(5)中，烘干溫度在130 160°C之間，使有機(jī)成分快速揮發(fā)，同時(shí)排出微量水分，包裝待用。本發(fā)明采用鎂粉、鎳粉和鐵粉壓塊的形式，使鎂的收得率達(dá)到100%，通常采用冶煉方法生產(chǎn)含鎂脫氧合金的鎂的收得率小于60 %，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)其合金工藝，采用鎂粉鈍化處理及配加適量鐵粉，脫氧劑加入到鋼液后能有效避免因鎂含量高而導(dǎo)致的噴爆現(xiàn)象，由于鎳的添加可提高鎂在鋼中的溶解度，在對(duì)鋼液進(jìn)行深脫氧的同時(shí)，可改善夾雜物的性質(zhì)和形態(tài)，可廣泛應(yīng)用于煉鋼、鑄造生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面介紹幾個(gè)本發(fā)明的具體實(shí)施例實(shí)施例1 (1)按以下的重量百分比稱量出以下原料鎂粉60%，鎳粉20%，其余為鐵粉，所述鎂粉、鎳粉和鐵粉的粒度均為120目。(2)對(duì)鎂粉進(jìn)行鈍化處理。選用濃度為5g/L的NH4F水溶液作為鈍化液，將鎂粉加入鈍化液中，鈍化溫度為71°C，鈍化處理時(shí)間為30min。經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為1. 0 2. 0 μ m的鈍化薄膜。(3)將原料粉末與粘結(jié)劑在混料機(jī)中進(jìn)行機(jī)械混合?；旌蠒r(shí)間為2. 5小時(shí)，粘結(jié)劑為羧甲基纖維素，加入量占總物料總量的2%。(4)采用對(duì)輥壓力機(jī)壓制成產(chǎn)品。對(duì)輥壓力機(jī)的壓力600Kg/cm2，產(chǎn)品粒徑為10mm。(5)對(duì)壓制好的產(chǎn)品烘干、包裝、待用。烘干溫度在150°C。通過化學(xué)分析，所得脫氧壓塊成分為(重量百分比％ ) =Mg 58. 5%,Ni :19%,Fe 19%，其余為雜質(zhì)。實(shí)施例2:(1)按以下的重量百分比稱量出以下原料鎂粉55%，鎳粉25%，其余為鐵粉，所述鎂粉、鎳粉和鐵粉的粒度均為200目。(2)對(duì)鎂粉進(jìn)行鈍化處理。選用濃度為6g/L的NH4F水溶液作為鈍化液，將鎂粉加入鈍化液中，鈍化溫度為73°C，鈍化處理時(shí)間為32min。經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為1. 0 2. 0 μ m的鈍化薄膜。(3)將原料粉末與粘結(jié)劑在混料機(jī)中進(jìn)行機(jī)械混合?；旌蠒r(shí)間為3小時(shí)，粘結(jié)劑為羧甲基纖維素，加入量占總物料總重量的3%。(4)采用對(duì)輥壓力機(jī)壓制成產(chǎn)品。對(duì)輥壓力機(jī)的壓力650Kg/cm2，產(chǎn)品粒徑為20mm。(5)對(duì)壓制好的產(chǎn)品烘干、包裝、待用。烘干溫度在135°C。通過化學(xué)分析，所得脫氧壓塊成分為(重量百分比％) =Mg 53. 2%, Ni :23.8%,
5Fe :18. 5%，其余為雜質(zhì)。實(shí)施例3 (1)按以下的重量百分比稱量出以下原料鎂粉52%，鎳粉33%，其余為鐵粉，所述鎂粉、鎳粉和鐵粉的粒度均為270目。(2)對(duì)鎂粉進(jìn)行鈍化處理。選用濃度為8g/L的NH4F水溶液作為鈍化液，將鎂粉加入鈍化液中，鈍化溫度為75°C，鈍化處理時(shí)間為35min。經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為1. 0 2. 0 μ m的鈍化薄膜。(3)將原料粉末與粘結(jié)劑在混料機(jī)中進(jìn)行機(jī)械混合?；旌蠒r(shí)間為3. 5小時(shí)，粘結(jié)劑為羧甲基纖維素，加入量占總物料總量的3. 5%。(4)采用對(duì)輥壓力機(jī)壓制成產(chǎn)品。對(duì)輥壓力機(jī)的壓力750Kg/cm2，產(chǎn)品粒徑為30mm。(5)對(duì)壓制好的產(chǎn)品烘干、包裝、待用。烘干溫度在145°C。通過化學(xué)分析，所得脫氧壓塊成分為(重量百分比)Mg:50%，Ni :32%，F(xiàn)e 14%，其余為雜質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種鎳鎂脫氧壓塊，其特征在于化學(xué)成分，重量百分比為10% 60%的鎂粉， 30% 80%的鎳粉，其余為鐵粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳鎂脫氧壓塊，其特征在于化學(xué)成分，重量百分比為 50 % 60 %的鎂粉，30 % 45 %的鎳粉，其余為鐵粉。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的鎳鎂脫氧壓塊的制備方法，其特征在于(1)按以下的重量百分比稱取原料鎂粉10% 60%，鎳粉30% 80%，其余為鐵粉；(2)對(duì)鎂粉進(jìn)行鈍化處理；(3)將原料粉末與粘結(jié)劑在混料機(jī)中進(jìn)行機(jī)械混合；(4)采用對(duì)輥壓力機(jī)壓制成產(chǎn)品；(5)對(duì)壓制好的產(chǎn)品烘干、包裝、待用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鎂脫氧壓塊的制備方法，其特征在于，所述的鎂粉、鎳粉和鐵粉的粒度120 400目。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鎂脫氧壓塊的制備方法，其特征在于，所述的鎂粉進(jìn)行鈍化處理，選用濃度為5 8g/L的NH4F水溶液作為鈍化液，將鎂粉加入鈍化液中，鈍化溫度為 70 75°C，鈍化處理時(shí)間為30 35min，經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為1. 0 2. Oym的鈍化薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鎂脫氧壓塊的制備方法，其特征在于，所述的粘結(jié)劑為羧甲基纖維素，加入量占總物料總量重量百分比的 4%，混合時(shí)間為2 4小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鎂脫氧壓塊的制備方法，其特征在于，所述的輥壓力機(jī)的壓力彡500Kg/cm2，產(chǎn)品粒徑為5-30mm，烘干溫度為130°C 160°C，去除水分。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鎳鎂脫氧壓塊及其制備方法，化學(xué)成分為(重量百分比)10％～60％的鎂粉，30％～80％的鎳粉，其余為鐵粉。本發(fā)明的制備方法為對(duì)鎂粉進(jìn)行鈍化處理，將原料粉末與粘結(jié)劑在混料機(jī)中進(jìn)行機(jī)械混合，采用對(duì)輥壓力機(jī)壓制成產(chǎn)品。對(duì)壓制好的產(chǎn)品烘干、包裝、待用。本發(fā)明采用鎂粉、鎳粉和鐵粉壓塊的形式，鎂的收得率達(dá)到100％，簡(jiǎn)化生產(chǎn)其合金工藝，采用鎂粉鈍化處理及配加適量鐵粉，脫氧劑加入到鋼液后能有效避免因鎂含量高而導(dǎo)致的噴爆現(xiàn)象，由于鎳的添加可提高鎂在鋼中的溶解度，在對(duì)鋼液進(jìn)行深脫氧的同時(shí)，可改善夾雜物的性質(zhì)和形態(tài)，可廣泛應(yīng)用于煉鋼、鑄造生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C21C7/06GK102399940SQ20101027644
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者尚德禮, 康磊, 廖相巍, 李德剛, 鄧偉 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司