一種納米鋼水凈化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及冶金冶煉凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種納米鋼水凈化劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 總所周知鋼鐵在市場(chǎng)上的需求量很大，隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，對(duì)鋼材的質(zhì)量要求 越來越高，對(duì)鋼水的純凈度也有了更高的要求，鋼水在冶煉過程中，由于廢鋼、鐵合金、耐火 材料等帶入大量的雜質(zhì)和有害氣體，特別是高合金鋼、不誘鋼、耐熱鋼，含有較高的Cr、Ni、 Mo及Nb、Ti等元素，而且大多數(shù)鋼號(hào)的含碳量都很低，因此在冶煉過程中脫氧去氣都比較困 難。鋼中產(chǎn)生的夾雜物(氧化物、硫化物等)不易上浮，難W排出去，鋼錠易出現(xiàn)疏松、氣孔、 夾砂、開裂、結(jié)瘤和冷隔等缺陷，導(dǎo)致鋼材的塑性、初性的降低。
[0003] 為提高鋼材的各項(xiàng)性能，目前在煉鋼行業(yè)主要是采用A0D、V0D、LF幾種精煉工藝來 達(dá)到凈化鋼水的目的，在鑄造行業(yè)主要采用在鋼液中加入各種凈化劑W及稀±變質(zhì)劑來實(shí) 現(xiàn)鋼液的脫氧、脫硫和凈化。傳統(tǒng)的鋼水凈化劑通常采用稀±合金、娃巧合金、娃侶領(lǐng)合金 等，但由于運(yùn)類合金生產(chǎn)都需要采用高溫冶煉，使得工藝過程能耗高、污染嚴(yán)重，運(yùn)樣也造 成成鋼水成本大幅上升。研究新的凈化劑產(chǎn)品勢(shì)在必行。
[0004] 近年來，納米材料在許多科學(xué)領(lǐng)域中逐漸得到了重視和應(yīng)用，納米材料具有許多 特殊的性能，如初性高、耐磨性高等。納米材料(TiN、SiC、TiC等)分散尺寸極細(xì)、有較高硬度 并有巨大表面能。納米變質(zhì)技術(shù)打破了鋼鐵耐磨材料生產(chǎn)中的一些常規(guī)規(guī)律。通常，在鋼鐵 耐磨材料強(qiáng)化過程中提高硬度必然伴隨初性下降，但由于納米合金變質(zhì)劑的高表面活性W 及它在細(xì)化晶粒過程中同時(shí)起到彌散硬化作用，所W經(jīng)常能夠達(dá)到同時(shí)提高合金硬度及初 性的綜合效果。由于納米材料特有的性質(zhì)，如何將納米粒子加入到鋼鐵材料液體中的始終 是一個(gè)非常困難的課題，運(yùn)也制約著納米材料的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一)解決的技術(shù)問題
[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種納米鋼水凈化劑及其制備方法，本發(fā)明一 種納米鋼水凈化劑具有造渣脫氧、脫硫脫憐的功能，從而大幅減少鋼液中的夾雜物，減少鋼 中的夾渣、氣孔、冷隔等缺陷，大幅度提高鋼水的凈化程度，提高鋼材社制過程中產(chǎn)品的成 品率，提高鋼材的內(nèi)外質(zhì)量，有效去除表面裂紋，在保持原標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，省略部份凈 化設(shè)備的功能，鋼材性能與LF爐凈化效果相同，可W替代用于精煉的LF爐，可W大降低煉鋼 成本、節(jié)約設(shè)備投資、減少生產(chǎn)工序、降低單位鋼水能源消耗。
[0007] (二)技術(shù)方案
[000引本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可W通過W下技術(shù)方案來是實(shí)現(xiàn)：
[0009] 一種納米鋼水凈化劑，其原料按質(zhì)量份構(gòu)成為：納米SiC2-8份，娃侶合金粉10-20 份，1(2〇粉5-16份，化2〇粉3-12份，8曰0粉5-12份，化0)3粉3-10份，〔曰。2粉5-8份，1旨粉2-5份，鐵 鐵粉2-6份，余量為鐵粉，徑基纖維素3-8份，水分2-4份。
[0010] -種納米鋼水凈化劑，所述納米SiC的粒徑小于50nm。
[0011] -種納米鋼水凈化劑的制備方法，按W下步驟操作：
[0012] 步驟一，將納米SiC和娃侶合金粉混合均勻形成混合粉末a;
[OOU] 步驟二，將步驟一得到的混合粉末a、K2〇粉、化2〇粉、BaO粉CaC〇3粉和CaF2粉混合均 勻形成混合粉末b;
[0014] 步驟Ξ，將所述混合料b、Mg粉、鐵鐵粉和鐵粉混合均勻形成混合顆粒C，向所述混 合顆粒C中加入徑基纖維素和水分?jǐn)埌杈鶆?，最后將攬拌后的混合顆粒冷壓成型即可。
[0015] -種納米鋼水凈化劑的制備方法，所述混合料C呈沙粒狀。
[0016] (;巧益效果
[0017] 本發(fā)明提供了一種納米鋼水凈化劑及其制備方法，本發(fā)明納米鋼水凈化劑W鐘、 巧、領(lǐng)元素為主，同時(shí)添加納米粉體等其他原料，納米粉體因耐高溫，在鋼液凝固過程中形 成細(xì)小的第二相晶核，增加晶核屯、數(shù)量，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的，納米粉體在凈化劑中分散均 勻并在凈化劑加入鋼水后也能分散均勻。鐘、巧、領(lǐng)與其它合金經(jīng)過高溫還原形成了微合金 或微形夾雜物，微合金或微形夾雜物在鋼液中又產(chǎn)生異質(zhì)核屯、，促使晶粒細(xì)化和碳化物錯(cuò) 位轉(zhuǎn)化，達(dá)到團(tuán)球化。微弱碳化物等有害雜質(zhì)，由水儀石、纖維旋浮形成烙渣，達(dá)到凈化鋼水 晶粒細(xì)化的作用，而且鐘、巧、領(lǐng)元素的加入配合其它合金，提高了凈化劑的脫氧、脫硫能 力；
[0018] 本發(fā)明納米鋼水凈化劑具有造渣脫氧、脫硫、脫憐的功能，而且還具有除氣化、N、 0)功能，減少鋼中的夾渣、氣孔、冷隔等缺陷，大大凈化了鋼液，從而使鋼的內(nèi)在質(zhì)量和表面 質(zhì)量顯著提高，特別是鋼的腐蝕性和抗氧性都有了很大的提高，同時(shí)鋼的塑性、初性也大大 改善，提高鋼材社制過程中產(chǎn)品的成品率；
[0019] 本發(fā)明納米鋼水凈化劑可W替代用于精煉的A0D、V0D、LF爐，可W大降低煉鋼成 本、節(jié)約設(shè)備投資、減少生產(chǎn)工序、降低單位鋼水能源消耗。本發(fā)明納米鋼水凈化劑除具有 優(yōu)良的凈化鋼液的功能外，還有一定的變質(zhì)效果，改善鋼鐵的內(nèi)部組織，提高鋼鐵的機(jī)械性 能。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部 分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出 創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021] 實(shí)施例1:
[0022] 本實(shí)施例中納米鋼水凈化劑的原料及構(gòu)成如下：
[0023] 納米SiC8份，娃侶合金粉15份，Κ2〇粉11份，化2〇粉5份，BaO粉8份，CaC〇3粉5份，化F2 粉6份，Mg粉3份，鐵鐵粉6份，鐵粉35份，徑基纖維素3份，水分4份。
[0024] 制備方法：
[0025] 步驟一，將納米SiC和娃侶合金粉混合均勻形成混合粉末a;
[0026] 步驟二，將步驟一得到的混合粉末a、K2〇粉、化2〇粉、BaO粉化C〇3粉和化F2粉混合均 勻形成混合粉末b;
[0027] 步驟Ξ，將所述混合料b、Mg粉、鐵鐵粉和鐵粉混合均勻形成混合顆粒C，向所述混 合顆粒C中加入徑基纖維素和水分?jǐn)埌杈鶆颍詈髮埌韬蟮幕旌项w粒冷壓成型即可。
[0028] 將本實(shí)施例制備的納米鋼水凈化劑加入鋼水中，納米鋼水凈化劑按鋼水重量的 0.2%加入，從鋼水包底部向鋼水包中吹氣氣4-10分鐘(流量0.5-lPa)，然后誘鑄成型。
[0029] 實(shí)施例2:
[0030] 本實(shí)施例中納米鋼水凈化劑的原料及構(gòu)成如下：
[0031] 納米SiC8份，娃侶合金粉20份，Κ2〇粉10份，化2〇粉10份，BaO粉10份，CaC〇3粉5份， CaF2粉6份，Mg粉5份，鐵鐵粉6份，鐵粉40份，徑基纖維素5份，水分4份。
[0032] 本實(shí)施例的制備方法同實(shí)施例1。
[0033] 將本實(shí)施例制備的納米鋼水凈化劑加入鋼水中，納米鋼水凈化劑按鋼水重量的 0.4%加入，從鋼水包底部向鋼水包中吹氣氣4-10分鐘(流量0.5-lPa)，然后誘鑄成型。
[0034] 實(shí)施例3:
[0035] 本實(shí)施例中納米鋼水凈化劑的原料及構(gòu)成如下：
[0036] 納米SiC8份，娃侶合金粉10份，Κ2〇粉5份，化2〇粉5份，BaO粉5份，CaC〇3粉5份，CaF2 粉5份，Mg粉5份，鐵鐵粉3份，鐵粉30份，徑基纖維素5份，水分2份。
[0037] 本實(shí)施例的制備方法同實(shí)施例1。
[0038] 將本實(shí)施例制備的納米鋼水凈化劑加入鋼水中，納米鋼水凈化劑按鋼水重量的 0.5%加入，從鋼水包底部向鋼水包中吹氣氣4-10分鐘(流量0.5-lPa)，然后誘鑄成型。
[0039] 將本發(fā)明制備的納米鋼水凈化劑用于萊鋼特鋼廠生產(chǎn)的模具鋼H13,進(jìn)行鋼水凈 化的試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如下：
[0040] 鋼水量1噸，納米鋼水凈化劑添加量10kg，納米鋼水凈化劑的加入時(shí)間是在加入饑 氮合金后添加，納米鋼水凈化劑加入鋼水包后從鋼水包底部吹氣氣8分鐘，鋼水吊運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn) 行誘鑄。
[0041] 表1凈化前后初性對(duì)比表
[0042]
[0043] 從上述凈化前后初性對(duì)比表可W看出，加入本發(fā)明納米凈化劑凈化后，模具鋼H13 的初性有了明顯的提高。經(jīng)檢測(cè)，縱向沖擊功提高了 32.3%，橫向沖擊功提高了 122.7%，大 大提升了產(chǎn)品的機(jī)械性能和使用壽命。
[0044] 需要說明的是，在本文中，諸如術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運(yùn)種過程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0045] W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可W對(duì)前述各實(shí)施 例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而運(yùn)些修改或者 替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種納米鋼水凈化劑，其特征在于其原料按質(zhì)量份構(gòu)成為:納米SiC2-8份，硅鋁合金 粉 10-20 份，K20 粉 5-16 份，Na20 粉 3-12 份，BaO 粉 5-12 份，CaC03 粉 3-10 份，CaF2 粉 5-8 份，Mg 粉 2-5份，鈦鐵粉2-6份，余量為鐵粉，羥基纖維素3-8份，水分2-4份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米鋼水凈化劑，其特征在于:所述納米SiC的粒徑小于50nm。3. -種如權(quán)利要求1或2所述的納米鋼水凈化劑的制備方法，其特征在于按以下步驟操 作： 步驟一，將納米SiC和硅鋁合金粉混合均勻形成混合粉末a; 步驟二，將步驟一得到的混合粉末a、K20粉、Na20粉、BaO粉、CaC03粉和CaF 2粉混合均勻形 成混合粉末b; 步驟三，將所述混合料b、Mg粉、鈦鐵粉和鐵粉混合均勻形成混合顆粒c，向所述混合顆 粒c中加入羥基纖維素和水分?jǐn)嚢杈鶆?，最后將攪拌后的混合顆粒冷壓成型即可。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米鋼水凈化劑的制備方法，其特征在于所述混合料c呈沙粒 狀。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米鋼水凈化劑，其原料按質(zhì)量份構(gòu)成為：納米SiC2-8份，硅鋁合金粉10-20份，K2O粉5-16份，Na2O粉3-12份，BaO粉5-12份，CaCO3粉3-10份，CaF2粉5-8份，Mg粉2-5份，鈦鐵粉2-6份，余量為鐵粉，羥基纖維素3-8份，水分2-4份。本發(fā)明一種納米鋼水凈化劑具有造渣脫氧、脫硫、脫磷的功能，大幅減少鋼液中的夾渣、氣孔、冷隔等缺陷，大幅度提高鋼水的凈化程度，提高鋼材軋制過程中產(chǎn)品的成品率，提高鋼材的內(nèi)外質(zhì)量，有效去除表面裂紋，在保持原標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，省略部份凈化設(shè)備的功能，降低煉鋼成本、節(jié)約設(shè)備投資、減少生產(chǎn)工序、降低單位鋼水能源消耗。
【IPC分類】C21C7/064, C21C7/06
【公開號(hào)】CN105525059
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510939719
【發(fā)明人】王永妍
【申請(qǐng)人】王永妍
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日