CN100567514C - 一种钝化颗粒合金镁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种钝化颗粒合金镁，其包括颗粒合金镁、剩余表面氧化膜和在剩余表面氧化膜外层的钝化层。颗粒合金镁的成分重量百分比为：Ca：2～4；Be：0.3～0.6；其余为Mg。本发明还提供了一种钝化颗粒合金镁的制备方法，包括如下步骤：制备颗粒合金镁；将颗粒合金镁置于干燥的空气中并与之充分接触，在颗粒合金镁表面形成氧化膜；将氯化镁、氟化钾的混合物与水配制成钝化液；将具有表面氧化膜的颗粒合金镁钝化处理；钝化后颗粒合金镁进行烘干。颗粒合金镁生产成本低，颗粒合金镁能有效防潮，经钝化后颗粒合金镁的钝化层均匀致密，减少了铁水脱硫用颗粒镁的消耗。

Description

一种钝化颗粒合金镁及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于钢铁冶金工业中的镁基脱硫剂，属于熔融状态下铁类合金脱硫技术领域，具体涉及一种钝化颗粒合金镁及其制备方法。

背景技术

铁水、钢水脱硫已成为提高钢质、扩大品种和改善炼钢操作的主要手段，尤其在全连铸生产中，节奏快，更需要一种高效短时的脱硫技术，同时又不能增加成本。

脱硫技术的发展经历了3个阶段：CaO脱硫、CaC2+CaO混合脱硫、钝化镁脱硫。目前钝化镁脱硫成为主流的脱硫技术，并在国内外大型钢铁企业进行了一定规模的生产实践。

美国专利US3881913公开的是一种采用雾化法生产的表面覆盖盐层的钝化镁粉。其具体方法是：将液态金属镁引入到氯化物和氟化物的溶盐中，高速搅拌均匀后，倒入高速旋转的底部有许多小孔的杯性容器中；采用强风将从小孔中流出的金属镁液与溶盐混合物击碎，即可得到表面覆盖盐层的钝化镁粉。

美国专利US4279641所公布的方法是将液态金属镁与氯化物和氟化物的溶盐高速搅拌均匀后倒入带有冷却装置的冷却辊上进行冷却，再用粉碎设备将其破碎分裂，得到表面包有盐层的钝化镁粉。

上述两种方法使用的生产设备、工艺条件复杂，生产成本高，且金属镁粉外的盐层易吸潮，仍不可避免金属镁与水的作用。

中国专利公开号CN2378399公开了由颗粒镁、抗氧化阻燃材料层、表皮料组成复合层钝化颗粒镁的结构，表皮料为氧化硼或氧化钙，形成一定形状的复合层钝化颗粒镁。

中国专利公开号CN1354057所公开的钝化镁粉其特征是在金属镁粉的表面涂敷一层疏水层，该疏水层是在室温下呈固态、且具有疏水性的有机物，然后再在疏水层表面上粘附一层阻燃层。

中国专利公开号CN1485461公开的钝化颗粒镁是通过在颗粒状金属镁的表面裹覆细度为200目-500目的氧化镁或氟化镁粉剂以形成抗氧化层，再由抗氧化层与钝化液反应生成钝化层后形成的。

上述这几种方法都必须在颗粒镁表面覆盖层，增加了生产成本，使工艺流程增加，在工业脱硫时对钢水、铁水易产生副作用，而且覆盖层在运输中易脱落，影响了脱硫剂的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钝化颗粒合金镁及其制备方法，该颗粒合金镁钝化层均匀致密，能有效防潮。

本发明的另一目的在于提供一种钝化颗粒合金镁的制备方法，使工艺流程简单，提高颗粒合金镁的脱硫效率，降低成本。

为达上述目的，本发明提供了一种钝化颗粒合金镁，其包括颗粒合金镁、剩余表面氧化膜和位于剩余表面氧化膜外的钝化层。

颗粒合金镁的成分重量百分比为：

Ca：2～4；

Be：0.3～0.6；

其余为Mg。

颗粒合金镁中Ca和Be的作用如下：

在液体镁中加入适量的Ca、Be可以提高颗粒合金镁的阻燃时间，有利于合金镁形成表面氧化膜，同时有利于提高脱硫效果。

本发明还提供了一种钝化颗粒合金镁的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备颗粒合金镁；

(2)将颗粒合金镁置于干燥的空气中并与之充分接触，在颗粒合金镁表面形成表面氧化膜；

(3)配制钝化液：将氯化镁、氟化钾的混合物与水配制；

(4)用钝化液将具有表面氧化膜的颗粒合金镁进行钝化处理；

(5)将钝化后的颗粒合金镁进行烘干。

优选地，步骤(1)所述的颗粒合金镁采用雾化方法制备；颗粒合金镁的成分重量百分比为：

Ca：2～4；

Be：0.3～0.6；

其余为Mg。

较佳地，步骤(3)所述的钝化液中：氯化镁0.6～0.8克/摩尔，氟化钾0.1～0.3克/摩尔。

步骤(4)所述的钝化处理为将步骤(3)中配制好的钝化液与具有表面氧化膜的颗粒合金镁按重量比1∶10～30充分混合。

步骤(5)中的烘干温度为100℃～300℃，烘干时间为10～30分钟。钝化液与具有表面氧化膜的颗粒合金镁按重量比1∶15充分混合。

具体地，制造钝化颗粒合金镁的方法描述如下：

制造颗粒合金镁采用的是雾化法，具体步骤如下：将上述配比按熔炼工艺的要求，在中频炉内熔化成金属液；随后启动雾化装置相配的高压泵，并调整好雾化装置内的气压(氩气)；一切准备好后，开始雾化，金属液被注入中间包后，经限流漏嘴限流后，进入雾化室，在来自雾化器主高压气流的打击下，迅速地雾化成非常细的金属液滴，因为水的比热相当大，经过热交换后，金属液滴经过短暂地时间后，凝固成球形的金属合金镁颗粒。

对用上述雾化方法形成的颗粒合金镁进行表面氧化处理，使颗粒表面形成表面氧化膜。

对具有表面氧化膜的颗粒合金镁进行钝化处理。采用的钝化液为氯化镁、氟化钠的混合物与水配制而成。钝化液的浓度为：氯化镁0.6～0.8克/摩尔；氟化钾0.1～0.3克/摩尔。将配制好的钝化液与经过表面氧化处理的颗粒合金镁按重量比1∶10～30充分混合。优选为按重量比1∶15充分混合。具有表面氧化膜的颗粒合金镁与该钝化液反应后，在表面形成钝化层。未与钝化液反应的表面氧化膜的内层部分为剩余表面氧化膜。

因此，钝化后的颗粒合金镁包括三层：即核心为颗粒合金镁，其外层为剩余表面氧化膜，最外层包覆一层钝化层。

最后，将钝化后的颗粒合金镁进行烘干处理。烘干温度选择100℃～300℃，烘干时间为10～30分钟。钝化后的颗粒合金镁即可直接在钢水脱硫过程中使用。

颗粒合金镁中Ca和Be的作用：

本发明在液体镁中加入适量的Ca、Be可以提高颗粒合金镁的阻燃时间，有利于合金镁形成表面氧化膜，同时有利于提高脱硫效果。

本发明的优点在于：所述的颗粒合金镁具有制造工艺简单，生产成本低，而且颗粒合金镁能有效防潮，经钝化后，颗粒合金镁表面形成的钝化层均匀致密，在铁水脱硫过程中提高了镁的利用效率，减少了铁水脱硫用颗粒镁的消耗，降低了炼钢脱硫成本。

具体实施方式

下面用具体实施例来说明钝化颗粒合金镁的方法。

表1为实施例1～3的钝化颗粒合金镁的具体数据。

表1

实施例1

如表1，在液态镁中添加Ca(Wt％)：2％；Be：0.3％，经雾化后得到颗粒合金镁。其粒度为1.2mm，在1000℃的阻燃时间为11秒。配比钝化液，其浓度为：氯化镁0.8克/摩尔，氟化钾0.1克/摩尔，钝化液与经过表面氧化处理的颗粒合金镁按1∶10重量混合比混合。将钝化后的颗粒合金镁进行烘干处理，烘干温度100℃，烘干时间30分钟。试验证明，实施例1中的经过钝化后的颗粒合金镁的脱硫率为80％。

实施例2

在液态镁中添加Ca：3％，Be：0.45％，，其余为Mg。经雾化后得到颗粒合金镁，粒度1.2mm，在1000℃的阻燃时间为13秒。钝化液的浓度为：氯化镁0.7克/摩尔，氟化钾0.2克/摩尔。钝化液与经过表面氧化处理的颗粒合金镁按1∶30重量混合比混合。将钝化后的颗粒合金镁进行烘干处理。烘干温度选择为150℃，时间为20分钟。试验证明，实施例2中的经过钝化后的颗粒合金镁的脱硫率为84％。

实施例3

在液态镁中添加Ca：4％，Be：0.6％，，其余为Mg。经雾化后得到颗粒合金镁，粒度1.2mm，在1000℃的阻燃时间为14秒。钝化产品的内部为颗粒状合金镁，钝化液的浓度为：氯化镁0.6克/摩尔，氟化钾0.3克/摩尔。钝化液与经过表面氧化处理的颗粒合金镁的重量混合比为1∶20。将钝化后的颗粒合金镁进行烘干处理。烘干温度选择为200℃，时间为10分钟。试验证明，实施例3中的经过钝化后的颗粒合金镁的脱硫率为88％。

Claims (6)

1.一种钝化颗粒合金镁，由颗粒合金镁、剩余表面氧化膜和位于剩余表面氧化膜外的钝化层组成，其特征在于，颗粒合金镁的成分重量百分比为：

Ca：2～4；

Be：0.3～0.6；

其余为Mg。

2.制备如权利要求1所述的钝化颗粒合金镁的方法，包括如下步骤：

(1)制备颗粒合金镁；

(2)将颗粒合金镁置于干燥的空气中并与之充分接触，在颗粒合金镁表面形成表面氧化膜；

(3)配制钝化液：将氯化镁、氟化钾的混合物与水配制；

(4)将具有表面氧化膜的颗粒合金镁与步骤(3)的钝化液进行钝化处理；

(5)将钝化后的颗粒合金镁进行烘干。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述的颗粒合金镁采用雾化方法制备。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(4)所述的钝化处理为将步骤(3)中配制好的钝化液与具有表面氧化膜的颗粒合金镁按重量比1∶10～30充分混合。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(5)中的烘干温度为100℃～300℃，烘干时间为10～30分钟。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：钝化液与具有表面氧化膜的颗粒合金镁按重量比1∶15充分混合。