專利名稱：一種電化學(xué)脫氧用預(yù)熔型導(dǎo)電渣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合電化學(xué)脫氧用預(yù)熔型導(dǎo)電渣及其制備方法，屬于煉鋼精煉工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼的潔凈度嚴(yán)重地影響著鋼的性能和質(zhì)量，而決定鋼潔凈度的因素很多，冶煉過程的脫氧操作是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了去除鋼中的氧，傳統(tǒng)的脫氧方法主要以脫氧劑直接脫氧為主，真空脫氧起輔助作用，由于脫氧反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物全部處在鋼液中，因此無法徹底的避免對鋼液造成污染。隨著人們對鋼的潔凈度的要求越來越高，傳統(tǒng)的脫氧方法已無法滿足人們的要求。降低甚至避免脫氧產(chǎn)物對鋼液的污染是降低鋼中全氧含量，提高產(chǎn)品表面和內(nèi)在質(zhì)量的一個重要途徑，為了解決這些問題，就必須將鋼中的氧有方向的引出熔體，于是許多冶金學(xué)家提出了一些新的脫氧方法。冶金工作者嘗試了電化學(xué)脫氧方法來進(jìn)行金屬液的脫氧。渣金間外加直流電場脫氧法，在渣金間施加電場來強(qiáng)化脫氧，通過控制氧離子在熔渣體系中的傳導(dǎo)方向和速度，從而實現(xiàn)金屬液的無污染脫氧。其研究思路體現(xiàn)在一些專利文獻(xiàn)中，如公開號為CN1453371A、 CN101235430A、CN101457276A等的中國發(fā)明專利。這些方法具有設(shè)備簡單、可連續(xù)作業(yè)、無需脫氧劑等優(yōu)點。對于電化學(xué)脫氧方法來講，選擇合理熔渣體系，是整個技術(shù)的關(guān)鍵之一，關(guān)系著是否能夠?qū)撘褐械难趺摰筋A(yù)期的水平。這就要求熔渣具有良好的氧離子遷移能力、良好的導(dǎo)電性、合適的粘度、合適的熔點、均勻穩(wěn)定的化學(xué)成分等特點。這些研究思路體現(xiàn)在公開號為CN 101435009A的中國發(fā)明專利申請案中。盡管其發(fā)明中介紹的熔渣具有熔點低，熔化速度快，流動性好，氧離子電導(dǎo)率高等特點，但其熔渣對FeO成分含量要求比較苛刻，實驗及生產(chǎn)時不易控制，熔渣穩(wěn)定性較差；同時此合成熔渣為粉末狀，在冶煉過程中損失嚴(yán)重，會造成粉塵污染；另外此合成熔渣粉末表面張力大，與鋼液接觸需較長的熔化時間，利用率較低，不易推廣應(yīng)用。公開號為CN 101435009A的中國發(fā)明專利“適用于渣金間外加電場無污染脫氧的合成熔渣”。一種適用于渣金間外加電場無污染脫氧的合成熔渣，其成分組成為CaO， 40% 55%、Al2O3,40% 55%、MgO, 10%、FeO,0. 01% 1%、MnO，0 ；具有熔點低，熔化速度快，流動性好，氧離子電導(dǎo)率高等特點。這種預(yù)熔渣對FeO成分含量要求比較苛刻，實驗及生產(chǎn)時不易控制，熔渣穩(wěn)定性較差；此合成熔渣為粉末狀，在冶煉過程中損失嚴(yán)重，會造成粉塵污染；另外此合成熔渣粉末表面張力大，與鋼液接觸需較長的熔化時間，利用率較低，不易推廣應(yīng)用。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對上述發(fā)明存在的問題，提供一種高效的適合電化學(xué)脫氧用預(yù)熔型導(dǎo)電渣及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電化學(xué)脫氧用預(yù)熔型導(dǎo)電渣，其組成及質(zhì)量百分比為CaO :35% 45%，Al2O3 :30% 40%，MgO 12%，SiO2 < 1%, FeO 15%，F(xiàn)e2O3 0. 5%，BaO 0. 1 10%，其它不可避免的雜質(zhì)，且上述各組分質(zhì)量百分比之和為100% ；此預(yù)熔渣料粒度為0. 1 100mm。本發(fā)明預(yù)熔渣的成分均勻穩(wěn)定性好，具有低熔點(1350°C 1470°C )，粘度適宜 (1500°C時，0. 03 IPa · S)，流動性好，熔化速度快，由于!^e2O3的存在，為熔渣提供了大量電子空位，增大了熔渣電子電導(dǎo)率，再加上熔渣適宜的FeO含量，從而使熔渣具有很好的氧離子電導(dǎo)率；此外渣中還含有0. 1 10%的BaO，此種堿性氧化物的加入可以提高預(yù)熔渣的電導(dǎo)率，同時還可以提高預(yù)熔渣的硫容量和磷容量；此預(yù)熔渣料為塊狀(粒度0. 1 100mm)，表面張力小，使用過程中能迅速被鋼液熔侵、熔化，使用過程中無粉塵污染，利用率、收得率高，具有良好的節(jié)能和環(huán)保效果。另外預(yù)熔渣組分與現(xiàn)有的精煉渣成分比較接近，對現(xiàn)有工藝改造小，成本低，能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求。制備上述電化學(xué)脫氧用預(yù)熔型導(dǎo)電渣的方法，由以下步驟組成(1)配料熔渣的配制過程是按熔渣成分將原料稱重配料。本預(yù)熔渣使用的原料為小粒白灰、氧化鋁粉、氧化鐵鱗、MgO粉末以及碳酸鋇。小粒白灰成分為CaO > 90%、MgO < 5%、 P2O5 < 0. 05, SiO2 < 1% ；氧化鋁粉成分為Al2O3 > 99%、其他雜質(zhì)< ；氧化鐵鱗成分為 FeO 60% 65%、Fii2O3 30% 、碳酸鋇成分為 BaCO3 > 99. 5%。(2)混料將原料按比例配好以后，經(jīng)破碎，放入混料機(jī)內(nèi)混料30min，使其充分混勻。(3)加熱熔融將混好的原料裝入加熱爐內(nèi)，升溫至1400°C -1550°C高溫下，并持續(xù)一段時間使其完全熔融，確保爐渣成分均勻，在熱態(tài)下把渣空冷至室溫，得到預(yù)熔渣塊。(4)破碎將預(yù)熔渣塊破碎成粒度為0. 1 IOOmm的渣塊。本發(fā)明與現(xiàn)有合成熔渣相比，具有如下明顯優(yōu)點本預(yù)熔渣由于!^e2O3的存在，為熔渣提供了大量電子空位，增大了熔渣電子電導(dǎo)率，再加上熔渣適宜的FeO含量，從而使熔渣具有很好的氧離子電導(dǎo)率；此外渣中還含有0. 1 10%的BaO，此種堿性氧化物的加入可以提高預(yù)熔渣的電導(dǎo)率，同時還可以提高預(yù)熔渣的硫容量和磷容量；此預(yù)熔渣料為塊狀 (粒度0. 1 100mm)，較粉末渣料具有更小的表面張力，使用過程中能迅速被鋼液熔侵、熔化，使用過程中無粉塵污染，利用率、收得率高。另外生產(chǎn)本預(yù)熔渣的方法較簡單，只需將原料按配比混勻，熔化，破碎即可，無需制成粉末再與其他粉末料劑混合。將此預(yù)熔型導(dǎo)電渣加入到鋼水里進(jìn)行電化學(xué)脫氧，可實現(xiàn)高效無污染脫氧，15min 之內(nèi)可將鋼液中氧含量由初始的600ppm脫至50ppm。相比較使用其他合成熔渣，此預(yù)熔渣由于!^e2O3的存在，為熔渣提供了大量電子空位，增大了熔渣電子電導(dǎo)率，再加上熔渣適宜的BaO含量，從而使熔渣具有很好的離子電導(dǎo)率；此預(yù)熔渣料為塊狀(粒度0. 1 100mm)， 較粉末渣料具有更小的表面張力，使用過程中能迅速被鋼液熔侵、熔化，使用過程中無粉塵污染，利用率、收得率高。使用此預(yù)熔渣進(jìn)行渣金間外加電場無污染脫氧，操作方便，成本低
4廉，可以實現(xiàn)高效、低成本的鋼液無污染脫氧目的。


圖1 實施例2預(yù)熔型導(dǎo)電渣熔點測試圖(預(yù)熔渣質(zhì)量百分比組成Ca0，40. 21%, Al2O3' 36. 53%、MgO, 7. 36%, SiO2,1. 02%, FeO, 5. 94%, Fe2O3, 3. 67%, BaO,4. 45%,其他雜質(zhì) 0. 82% )圖2 實施例2預(yù)熔型導(dǎo)電渣熔速圖(預(yù)熔渣質(zhì)量百分比組成&0，40.21%、 Al2O3' 36. 53%、MgO, 7. 36%, SiO2,1. 02%, FeO, 5. 94%, Fe2O3, 3. 67%, BaO,4. 45%,其他雜質(zhì) 0. 82% )圖3 實施例2預(yù)熔型導(dǎo)電渣粘度測試圖(預(yù)熔渣質(zhì)量百分比組成Ca0，40. 21%, Al2O3' 36. 53%、MgO, 7. 36%, SiO2,1. 02%, FeO, 5. 94%, Fe2O3, 3. 67%, BaO,4. 45%,其他雜質(zhì) 0. 82% )
具體實施例方式實施例將小粒白灰、氧化鐵鱗破碎后與鋁粉、MgO粉末和碳酸鋇粉末按一定比例混合，放入混料機(jī)內(nèi)混料30min，然后放入加熱爐將原料加熱至1500°C熔化，保持IOmin確保爐渣成分均勻，將熔融渣空冷至室溫，最后將熔塊破碎成粒度為10 50mm的預(yù)熔渣塊。此電化學(xué)脫氧用預(yù)熔渣的質(zhì)量百分比組成見下表。表1電化學(xué)脫氧用預(yù)熔渣的質(zhì)量百分比組成 ％
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)脫氧用預(yù)熔型導(dǎo)電渣，其特征在于按質(zhì)量百分比計其組成為CaO: 35% 45%，Al2O3 :30% 40%，MgO 12%，SiO2 < 1 %，F(xiàn)eO 1 % 15%，F(xiàn)e2O3 0. 5%，BaO :0. 1 10 %，其他不可避免的雜質(zhì)，且上述各組分質(zhì)量百分比之和為 100%。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)熔型導(dǎo)電渣，其特征在于其粒度為0.1 100mm。
3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)熔型導(dǎo)電渣，其特征在于熔點為1350°C 1470°C。
4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)熔型導(dǎo)電渣，其特征在于1500°C時，所述預(yù)熔型導(dǎo)電渣的粘度為 0. 03 IPa · S。
5.一種制備權(quán)利要求1所述的預(yù)熔型導(dǎo)電渣的方法，其特征在于包括以下步驟(1)配料熔渣的配制過程是按熔渣成分將原料稱重配料。原料為小粒白灰、氧化鋁粉、氧化鐵鱗、MgO粉末以及碳酸鋇。(2)混料將原料按比例配好以后，經(jīng)破碎，放入混料機(jī)內(nèi)混料30min，使其充分混勻。(3)加熱熔融將混好的原料裝入加熱爐內(nèi)，升溫至1400°C -1550°C高溫下，并持續(xù)一段時間使其完全熔融，確保爐渣成分均勻，在熱態(tài)下把渣空冷至室溫，得到預(yù)熔渣塊。(4)破碎將預(yù)熔渣塊破碎成粒度為0. 1 IOOmm的渣塊。
6.如權(quán)利要求5所述的制備權(quán)利要求1所述的預(yù)熔型導(dǎo)電渣的方法，其特征在于所述原料中小粒白灰成分為CaO > 90%,MgO < 5%,P2O5 < 0. 05,SiO2 < ；氧化鋁粉成分為Al2O3 > 99%、其他雜質(zhì)< ;氧化鐵鱗成分為？6060% 65%、!^203 30% 35%、碳酸鋇成分為BaCO3 > 99. 5%0
全文摘要
本發(fā)明的目的是針對上述發(fā)明存在的問題，提供一種高效的適合電化學(xué)脫氧用預(yù)熔型導(dǎo)電渣及其制備方法。將此預(yù)熔型導(dǎo)電渣加入到鋼水里進(jìn)行電化學(xué)脫氧，可實現(xiàn)高效無污染脫氧，15min之內(nèi)可將鋼液中氧含量由初始的600ppm脫至50ppm。相比較使用其他合成熔渣，此預(yù)熔渣由于Fe2O3的存在，為熔渣提供了大量電子空位，增大了熔渣電子電導(dǎo)率，再加上熔渣適宜的BaO含量，從而使熔渣具有很好的離子電導(dǎo)率；此預(yù)熔渣料為塊狀(粒度0.1～100mm)，較粉末渣料具有更小的表面張力，使用過程中能迅速被鋼液熔侵、熔化，使用過程中無粉塵污染，利用率、收得率高。使用此預(yù)熔渣進(jìn)行渣金間外加電場無污染脫氧，操作方便，成本低廉，可以實現(xiàn)高效、低成本的鋼液無污染脫氧目的。
文檔編號C21C7/06GK102321784SQ20111024076
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者陳云天 申請人:遼寧天和科技股份有限公司