專利名稱：復(fù)合脫氧劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供鋼冶金使用的復(fù)合脫氧劑及該復(fù)合脫氧劑的制備方法。
目前在國(guó)內(nèi)外煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中，鐵合金除用于合金化外，還有相當(dāng)大一部分是作為脫氧劑而消耗掉。隨著轉(zhuǎn)爐煉鋼比例的增加，電爐、平爐冶煉工藝的改進(jìn)，用氧量的增加，鐵合金作為脫氧劑而消耗的比例有所增加(鐵合金回收率降低)。將昂貴的鐵合金作為脫氧劑去使用，這是很不經(jīng)濟(jì)、不科學(xué)的。再如，二元及多元鈣系復(fù)合合金，被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外許多鋼種的精煉、脫氧、脫硫及夾雜物形態(tài)的控制上，改善了鋼的質(zhì)量，并使鋼的機(jī)械性能得到提高。但是，由于這些鈣系復(fù)合合金成本高，使用受到一定的限制。特別是我國(guó)一大批小方坯連鑄機(jī)投產(chǎn)以后，如何合理地應(yīng)用鈣系復(fù)合合金，已成為一個(gè)重要課題。若能開(kāi)發(fā)出一種成本低、脫氧性能好的脫氧劑以代替鈣系復(fù)合合金和某些鐵合金，將具有很大價(jià)值。
最近研究并發(fā)展起來(lái)的噴吹碳化鈣或氧化鈣等含鈣化合物粉末進(jìn)行脫氧改善鋼的質(zhì)量的工藝，已在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家推廣。但是這類工藝復(fù)雜，需使用專門(mén)設(shè)備、生產(chǎn)成本高，因此主要目的是在于進(jìn)一步改善鋼的質(zhì)量。美國(guó)專利US4054445報(bào)導(dǎo)了把碳化鈣加入鋼液中進(jìn)行脫氧和脫硫，實(shí)施其工藝需要專門(mén)的除氣反應(yīng)器，并在低于200mm汞柱的減壓狀態(tài)下進(jìn)行。
本發(fā)明的目的在于提供一種主要成分為電石，其余也為廉價(jià)原料，從而成本很低的復(fù)合脫氧劑。要求使用方便，不象爐外精煉那樣需要大量的投資和嚴(yán)格的工藝要求，并且脫氧性能好，可取代硅鈣合金這樣的脫氧劑。同時(shí)本發(fā)明還提供這種復(fù)合脫氧劑的制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的(重量百分比)由2%≤NaCO3≤3%，0.8%≤CaF2≤2%，其余量為工業(yè)級(jí)電石，以粒度≤25mm的混合物狀態(tài)而成復(fù)合脫氧劑。
電石中除主要含有CaC2外，還含有CaO、少量C和作為雜質(zhì)存在的微量SiO2。CaC2具有脫氧和脫硫能力，C有脫氧能力，CaO可以脫硫。Na2CO3主要用于脫硫而螢石(CaF2)用于造渣，脫氧劑中含有這兩種物質(zhì)的目的在于改善鋼的質(zhì)量。本發(fā)明更好地利用了鈣元素的特征，開(kāi)發(fā)碳元素在脫氧過(guò)程中的良好作用，得到一種以鈣、碳、鈉等與氧的親和力特強(qiáng)的元素為基體的復(fù)合脫氧劑。它有很強(qiáng)的脫氧能力。由于它是以[Ca]、[C]等為主，生成的脫氧產(chǎn)物易于上浮排除，不污染鋼液，并可防止Al2O3等夾雜的有害作用，還具有一定的脫[S]、[P]能力。加之此脫氧劑中[Ca]含量高，完全可以取代目前耗能多、難生產(chǎn)、價(jià)格昂貴的硅鈣合金。
碳化鈣脫氧和脫硫的主要反應(yīng)是
碳脫氧的反應(yīng)是
氧化鈣的脫硫反應(yīng)是
氧化鈣還可按如下方程與SiO2反應(yīng)生成爐渣
本發(fā)明脫氧劑的制備方法是密封包裝的電石開(kāi)封后，在24小時(shí)內(nèi)與按要求比例的Na2CO3和螢石(CaF2)一道制成粒度≤25mm的均勻混合物并密封包裝后供爐前在10天內(nèi)使用。脫氧劑的生產(chǎn)包裝要在干燥和無(wú)煙火的場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行。制備過(guò)程的關(guān)鍵是包裝、防濕以避免遇火爆炸。按上述步驟制備就能較好地解決這個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明脫氧劑可采用如下使用方法(1)加入方式人工向鋼包內(nèi)投入。
(2)加入時(shí)間出鋼前，將1/2投入鋼包內(nèi)。出鋼后，再投入余下的一半。然后按規(guī)程要求進(jìn)行合金化。
(3)用量脫氧劑按每噸鋼一千克的量加入。鋁的消耗自1kg/T鋼降為0.3kg/T鋼;硅鈣不再使用，硅鐵和錳鐵的用量可從中上限降為按中限配給。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于脫氧劑性能好。生產(chǎn)成本低，原料易得，鋼廠自己就可以組織生產(chǎn)、供應(yīng)。不需要專門(mén)的設(shè)備。使用本發(fā)明的脫氧劑，可將傳統(tǒng)的脫氧合金化過(guò)程，分為脫氧和合金化兩步進(jìn)行。脫氧時(shí)，完全靠脫氧劑去實(shí)現(xiàn);合金的使用僅僅是進(jìn)行合金化，而不再承擔(dān)脫氧的責(zé)任。這樣，職責(zé)分明，不但可以使合金的收得率大幅度提高，節(jié)約大量能源和合金，而且可以使脫氧及合金化過(guò)程更為簡(jiǎn)化并使之標(biāo)準(zhǔn)化，為煉鋼過(guò)程的自動(dòng)控制、爐外精煉等操作，提供了條件。使用該脫氧劑后，硅鈣合金可以不用，鋁可節(jié)約70%以上，大大降低煉鋼成本。
實(shí)施例。脫氧劑為以工業(yè)級(jí)焊接用電石為主，輔以Na2CO3和少量的螢石混合而成。經(jīng)過(guò)破碎，使粒度≤20mm，按要求重量(5千/包)用塑料袋封閉包裝，然后用鐵桶密封運(yùn)往爐前供使用。一般儲(chǔ)存期為一周。經(jīng)化學(xué)分析，本實(shí)施例的復(fù)合脫氧劑組分為(重量百分比
使用舉例1、轉(zhuǎn)爐鎮(zhèn)靜鋼模注鋼水的冶煉脫氧按1kg/T鋼的用量，在出鋼前置1/2于鋼包底部，然后出鋼。再將余下的1/2脫氧劑隨鋼流加入鋼包內(nèi)。之后再按合金化順序加入合金。此時(shí)錳鐵，硅鐵等合金用量均按中限配，鋁的用量為0.3kg/T鋼。加鋁的目的不是脫氧而在于細(xì)化晶粒。
2、轉(zhuǎn)爐連鑄鋼水的冶煉脫氧劑按1kg/T鋼的用量，1/2加在鋼包底部，1/2在出鋼開(kāi)始后再向鋼包內(nèi)投入。之后，將按中限配重的錳鐵，硅鐵和硅鈣(按0.50kg/T鋼)加入，按規(guī)定要求進(jìn)行合金化。硅鈣也可以不加入。
3、電爐普碳鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的冶煉采用氧化法冶煉，氧化態(tài)出鋼。將脫氧劑按1kg/T鋼的用量加入在包底。出鋼后，將錳鐵、硅鐵按中限成分配量。鋁以0.3kg/T鋼的量按規(guī)程要求加入包內(nèi)，進(jìn)行合金化。
使用效果如下1、鋼的質(zhì)量合格。
2、提高了合金回收率(鋼包內(nèi)合金化)鋁的回收率自8%左右提高到50%左右。硅鈣合金可完全節(jié)約下來(lái)。錳鐵和硅鐵的回收率可以提高2%左右。
3、提高了鋼液的脫氧深度和流動(dòng)性，減少了連鑄鋼水澆注過(guò)程中結(jié)水口的現(xiàn)象。
4、有一定的脫[S]、[P]能力，對(duì)提高鋼的質(zhì)量、開(kāi)發(fā)新鋼種和“采標(biāo)”工作，都有一定的好處。
經(jīng)濟(jì)效益分析1、節(jié)約硅鈣合金以現(xiàn)在連鑄(小方坯)用鋼水，硅鈣用量為1kg/T鋼為對(duì)比，使用本脫氧劑后可以不加硅鈣，噸坯成本降低2.9元(按硅鐵價(jià)格2888元/噸計(jì))。
2、節(jié)約Al以節(jié)約0.4kg/T鋼計(jì)，噸鋼成本降低1.28元，(按Al價(jià)格3200元/噸計(jì))。
3、節(jié)約錳鐵和硅鐵節(jié)約量為2%，因噸鋼成本降低值小，不計(jì)入。
4、脫氧劑成本用量為1kg/T鋼，單價(jià)為636元/噸，包裝費(fèi)100元/噸，噸鋼成本增加0.74元。
5、從上述分析可得出(1)、降低連鑄鋼水成本為2.9-0.74＝2.16(元/噸坯)。
(2)、降低鎮(zhèn)靜鋼(模注)成本為1.28-0.74＝0.54(元/噸鋼)。
由于目前鋁和硅均為緊缺物資，因此實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)大于紙面上的計(jì)算，并且有顯著社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種煉鋼用復(fù)合脫氧劑，其特征在于它是粒度≤25mm的下述原料和比例的混合物(重量百分比)2%≤Na2CO3≤3%；0.8%≤CaF2≤2%，其余量為工業(yè)級(jí)電石。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合脫氧劑，其特征在于它的組分為(重量百分比)CaC279.68～81.60，CaO 13.44，C 0.96，Ca2CO32.94，CaF2≥0.85，SiO2＜0.03。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合脫氧劑，其特征在于它的粒度≤20mm。
4.一種煉鋼用復(fù)合脫氧劑的制備方法，其特征在于密封包裝的電石開(kāi)封后，在24小時(shí)內(nèi)與按要求比例的Na2CO3和螢石(CaF2)一道制成粒度≤25mm的均勻混合物并密封包裝后供爐前使用。
5.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合脫氧劑的制備方法，其特征在于密封包裝后供爐前在10天內(nèi)使用。
6.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合脫氧劑的制備方法，其特征在于生產(chǎn)包裝在干燥和無(wú)煙火的場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煉鋼用復(fù)合脫氧劑及其制備方法。脫氧劑是粒度≤25mm的下述原料和比例的混合物(重量比)2％≤Na
文檔編號(hào)C21C7/06GK1043345SQ8910881
公開(kāi)日1990年6月27日 申請(qǐng)日期1989年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月22日
發(fā)明者楊長(zhǎng)榮, 石福德 申請(qǐng)人:昆明鋼鐵公司