CN101250609A - 稀土硅钡钙合金脱氧剂及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼钢用的稀土硅钡钙合金脱氧剂，本发明是由下列原材料经过加工制成的：碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土。将所述原料按照所述比例掺和均匀，喂入电弧炉内，起弧，原材料在电弧内充分燃烧溶化，充分溶化后，将溶化后的液体倒入定模锅中使其完全冷却，然后破碎为颗粒，利用双层腹膜包装即得；由于本发明采取了上述技术方案，本发明与传统技术相比具有以下优点和效果：1.稀土硅钡钙合金脱氧剂脱氧效果好，有效地提高了钢水中的锰硅回收率，提高了钢材质量；2.用稀土硅钡钙合金脱氧剂净化钢液后，增加了钢水的流动性，解决了钢包水口容易结瘤的难题；3.成本低，单耗小，有效地降低了钢铁企业的综合成本。

Description

稀土硅钡钙合金脱氧剂及其制备工艺

所述技术领域

本发明属于炼钢脱氧剂技术领域，具体涉及一种炼钢用的稀土硅钡钙合金脱氧剂及其制备工艺。

背景技术

目前，我国转炉炼钢主要生产普碳钢、低碳合金钢和部分中、高碳钢三大系列产品。这三大系列产品在生产过程中尽管对钢水脱氧工艺要求不相同；但目前大多数采用铝饼、硅铝钡铁、硅钙合金脱氧，有的炼钢企业还采用电石脱氧，这些脱氧材料价格高，功能单一，危险性大，尤其是电石脱氧在使用时，极易发生爆炸现象，对安全生产危害极大，上述这些脱氧材料在使用时，不但增加了钢铁企业的炼钢成本，而且在钢水脱氧时，还依然存在着非金属夹杂物，以及锰、硅收得率低的缺点。

在目前的炼钢企业中，使用传统的脱氧剂实现钢水脱氧，还主要存在以下几个问题：1、脱氧、脱硫效果不理想，锰、硅回收率低；2、钢水流动缓慢，钢包水口容易结瘤；3、脱氧剂投放时会出现粉尘飞扬，对工作环境影响很大，危害炼钢工人的身心健康。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种脱氧、脱硫效果好，锰、硅回收率高，钢包水口不容易结瘤，脱氧剂投放时无粉尘飞扬的稀土硅钡钙合金脱氧剂。

本发明的另一个目的是提供一种该硅钡钙合金脱氧剂的制备工艺。

本发明是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：碳化钙35-45％、二氧化硅40-45％、硫酸钡10-30％和稀土5-15％。

本发明是按照以下方法制成的：

首先将所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土按照所述比例掺和均匀，按每炉1500Kg配制成混合料，将混合料喂入电弧炉内，使三根电极完全起弧，所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土原材料在电弧内充分燃烧溶化，待温度达1300℃-1500℃时，所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土原材料在电弧炉充分溶化后，反应时间要达到40分钟以上，将溶化后的液体倒入定模锅中使其完全冷却，然后破碎为粒度10-60mm颗粒，利用双层腹膜包装即可。

本发明产品的化学成份及百分含量

化学成份：Si、Re、Ba、Ca

所述原材料及技术参数

SiO₂≥90％、CaC₂≥90％、BaSO₄≥95％、Re≥70％

在制备过程中主要把握三个关键：①原材料必须优选，材料的指标含量必须达到要求；②材料混合必须均匀，以保证各化学成份在反应区内能充分反应并使之完美结合；③反应时间必须达到40分钟以上。

本发明产品化学成份中各元素具有的性能：

a、稀土(Re)：稀土元素又称稀土金属，属稀有元素，其原子结构具有共同特点，即：外层有两个电子、次外层有8个电子。因此，它们的化学性质都相符，都具有和氧有较强的亲和力能和氧气发生化学反应。

b、硅(Si)：硅在自然界中分布极广，地壳中约27.6％。主要以二氧化硅存在，能与氧发生化学反应的是晶体硅。晶体硅可用碳在电炉中还原二氧化硅而制得。其原子量28，熔点1410℃，高温时能与多种元素化合。

c、钡(Ba)：在元素周期表中属第II主族元素，属碱土金属，原子量137，银白色金属稍有光泽，熔点710℃，用于制钡盐、合金、焰火等。

d、钙(Ca)：是元素周期表中第II主族，属碱土金属，原子量40，银白色，熔点850℃，加热时能还原几乎所有金属氧化钠，是优良的脱氧元素。

②、各种元素所起的作用

a、Re：稀土可转化成氧化稀土，具有优化晶体作用。

b、Si：在炼钢脱氧反应中Si+O₂→SiO₂，二氧化硅(SiO₂)成为炉渣浮于钢液上层，起到净化钢液，改善钢材内在质量的作用。

c、Ba：在炼钢中主要起脱氧作用。在炼钢脱氧反应中：Ba+O₂→BaO₂，由于钡和氧的亲和力较强，极易发生化学反应，生成低熔点氧化钡分离于上层，起到净化钢液，提高成坯率的作用。

d、Ca：在炼钢过程中，钙和氧结合生成氧化钙(Ca+O₂→CaO₂)，钙和碳结合生产硫化钙(Ca+S→CaS)。钙活性较强，在和氧发生反应的同时还能与硫作用，二者均能生成低熔点炉渣析出金属表面，从根本上改善了钢材内在质量，起到了最优良的脱氧、脱硫作用，是最理想的脱氧、脱硫剂。

CaBaSiRe合金脱氧应用到炼钢中具有以下优点：

①、具有较强的脱氧、脱硫能力，并改变钢中夹杂物的形态和分布；细化晶粒、改善钢的加工性能，提高钢材质量。

②、改善钢水的流动性，防止钢包水口结瘤。

③、成渣容易，粘度适中，极易析出钢水中的非金属夹杂物，对钢水保护作用明显。

④、安全可靠，不会出现爆炸现象。

⑤、产品属颗粒状，在加入钢水时不会出现飞扬现象，能有效地保护工作环境。

因此，钢铁企业在炼钢中用CaBaSiRe合金脱氧剂具有明显的效果：

1、锰收得率达到95.15％，硅收得率达到59.4％，脱氧效果明显。

2、使用稀土硅钡钙(CaBaSiRe)合金脱氧剂单耗1.39Kg/t钢，与使用其它常规脱氧剂相比单耗降低0.4-0.6Kg/t钢。按年产10万吨钢铁计算，年可降低成本为：1000000T×0.6×4.6＝2760000(元)，经济效益可观。

3、由于脱氧、脱硫效果理想，所以，在净化钢液时效果也很理想。

4、改善钢水的流动性、防止钢包水口结瘤；安全可靠，不易发生爆炸。

5、由于产品为颗粒状，所以工人在使用时不会出现象其它脱氧剂那样尘土飞扬现象，对炼钢工人的工作环境有较好的保护和改善作用。

由于本发明采取了上述技术方案，本发明与传统技术相比具有以下优点和效果：1、稀土硅钡钙合金脱氧剂脱氧效果好，有效地提高了钢水中的锰硅回收率，提高了钢材质量；2、用稀土硅钡钙合金脱氧剂净化钢液后，增加了钢水的流动性，解决了钢包水口容易结瘤的难题；3、稀土硅钡钙合金脱氧剂使用时操作简单，安全可靠，无粉尘飞扬，对工作环境无影响；4、成本低，单耗小，有效地降低了钢铁企业的综合成本。

具体实施方式

本发明是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：碳化钙35-45％、二氧化硅40-45％、硫酸钡10-30％和稀土5-15％。

本发明是按照以下方法制成的：

首先将所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土按照所述比例掺和均匀，按每炉1500Kg配制成混合料，将混合料喂入电弧炉内，使三根电极完全起弧，所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土原材料在电弧内充分燃烧溶化，待温度达1300℃-1500℃时，所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土原材料在电弧炉充分溶化后，反应时间要达到40分钟以上，将溶化后的液体倒入定模锅中使其完全冷却，然后破碎为粒度10-60mm颗粒，利用双层腹膜包装即可。

实施例1：本发明是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：碳化钙38％、二氧化硅42％、硫酸钡12％和稀土8％。

实施例2：本发明是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：碳化钙40％、二氧化硅41％、硫酸钡12％和稀土7％。

实施例3：本发明是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：碳化钙36％、二氧化硅43％、硫酸钡14％和稀土7％。

Claims (2)

1、一种稀土硅钡钙合金脱氧剂，其特征在于所述稀土硅钡钙合金脱氧剂是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：碳化钙35-45％、二氧化硅40-45％、硫酸钡10-30％和稀土5-15％。

2、一种如权利要求1所述稀土硅钡钙合金脱氧剂的制备工艺，其特征在于它是按照以下方法制成的：

首先将所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土按照所述比例掺和均匀，按每炉1500Kg配制成混合料，将混合料喂入电弧炉内，使三根电极完全起弧，所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土原材料在电弧内充分燃烧溶化，待温度达1300℃-1500℃时，所述碳化钙、二氧化硅、硫酸钡和稀土原材料在电弧炉充分溶化后，反应时间要达到40分钟以上，将溶化后的液体倒入定模锅中使其完全冷却，然后破碎为粒度10-60mm颗粒，利用双层腹膜包装即可。