CN101435009A - 适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣 - Google Patents
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Abstract
本发涉及一种适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣，属于钢铁冶金精炼工艺技术领域。本发明的特征在于该熔渣的化学组分及其重量百分比为：CaO 40－55％，Al2O3 40－55％，MgO 1～10％，FeO 0.01～1％，MnO 0～1％；且CaO/Al2O3＝0.8～1.2。本发明的合成熔渣具有熔点低，熔化速度快，流动性好，挥发少，氧离子电导率高等特点。另外，在使用过程中无粉尘污染，而且该预熔渣组分与现有的精炼渣成分比较接近，对现有工艺改造小，故成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣，属于钢铁冶金精炼工艺技术领域。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，人们对钢的质量的要求越来越高。众所周知，冶炼过程的脱氧产物是钢液中的主要污染源，因此钢液脱氧是炼钢过程中非常重要的问题。长期以来，炼钢工作者对此问题一直给予高度的重视。然而传统的脱氧方法已无法满足人们对金属材料洁净度越来越高的要求，亟待寻求一种洁净的脱氧方法脱除钢中的氧。基于此，一些冶金工作者尝试了一些电化学脱氧方法来进行金属液的脱氧。其中主要的方法集中于利用氧化锆固体电解质，通过电解法、原电池法和脱氧体法等将氧离子加以定向引导，使与固体电解质内的脱氧剂如氢气、一氧化碳或活泼金属反应，相关反应产物如：水、二氧化碳或氧化物与金属熔体不发生接触，从而达到脱氧而不污染金属液的目的。这些研究思路体现在公开号CN1215759A、CN1187542A、CN1335413A的中国发明专利申请案中，以及公开号CN2432220Y的中国实用新型专利申请案中。尽管利用固体电解质为传导介质的脱氧方法有无污染、脱氧速度快等优点，但是也存在设备复杂、成本较高、不易在现场推广等问题。
在这样的背景下，针对已有工艺存在的问题，在固体电解质无污染脱氧的基础上，提出了一种新的无污染脱氧方法：渣金间外加直流电场脱氧法，即用炉渣代替固体电解质，在渣金间施加电场来强化脱氧，通过控制氧离子在熔渣体系中的传导方向和速度，从而实现金属液的无污染脱氧。其研究思路体现在一些专利文献中，如公开号为CN1453371A、CN101235430A等的中国发明专利。这些该方法具有设备简单、成本低、可连续作业、无需还原剂等优点。
合理熔渣体系的选择，是整个技术的关键之一，关系着是否能够将钢液中的氧脱到预期的水平。对于熔渣体系的选择考虑以下原则：1.熔渣具有适度的流动性；2.熔渣具有相对的稳定性；3.熔渣是还原性渣且保证一定碱度，渣的氧位应该越低越好，渣中的氧容量应尽可能的高，确保脱氧效果；4.渣具有较高的氧离子迁移能力和良好的导电性，以有利于电化学反应的进行；5.外加电势越大，反应越迅速，脱氧深度越高，为了使外加电场可调节范围较宽，阳离子电解电位要高；6.熔渣的成分要均匀一致，保证化学性质稳定；7.有良好的电极过程性质；8.适用于钢包渣金间加电场脱氧时，对钢包内衬侵蚀要轻微。
渣金间外场脱氧技术是建立在其他脱氧方法不足上的一种新的脱氧思路，目的是为了降低浇注钢中的氧含量，在工艺上属于钢的后期精炼。其冶金作用在某种程度上跟钢包精炼炉(LF)精炼有着某些相似之处。钢包精炼炉(LF)精炼渣一般都具有扩散脱氧能力。本发明中研究的渣系正是从精炼渣发展而来。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣，其特征在于该合成熔渣的组成及质量百分比为：
CaO 40-55％， Al2O3 40-55％，
MgO 1～10％， FeO 0.01～1％，
MnO 0～1％；
以上各组分质 量百分比之和为100％。
上述的合成熔渣中CaO与Al2O3的质量比0.8～1.2。
制备上述的适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣的方法，可采用预熔-混合工艺，具体步骤为：按上述比例将CaO、Al2O3和MgO混和均匀后，放置于电感应炉中加热至熔融，得熔体；将所得熔体冷至室温，得到熔块；然后将该熔块破碎，研磨，过筛，干燥后，再按上述比例将FeO和MnO粉料与粉碎后的熔块粉料混合均匀；干燥后封装备用；在使用过程中该混合物形成合成熔渣。
本发明的特点如下所述：
本发明预熔渣的组成均在低熔点区，具有熔点低，熔化速度快，流动性好，氧离子电导率高，挥发少，高温下不会电解，表面张力小，黏度适宜，稳定性好的特点，使用过程中无粉尘污染，具有良好的节能和环保效果。另外预熔渣组分与现有的精炼渣成分比较接近，对现有工艺改造小，成本低，能够满足大规模生产的要求。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
本实施例中设定的熔渣的化学组成及其重量百分比如下：CaO：48％，Al2O3：44％，MgO：7.95％，FeO 0.02％，MnO 0.03％；其中CaO/Al2O3＝1.09。
将上述的一定重量的CaO，MgO和Al2O3粉料混合均匀后，放置于电感应炉中，加热至1600℃，使其熔化，此为预熔过程。然后将上述熔体空冷至室温，得到熔块；将该熔块进行破碎，研磨，过筛，干燥后，将一定量的FeO和MnO粉料与所得的预熔熔块粉料相互混合，并使混合均匀；干燥后封装备用。
合成熔渣的应用试验如下所述：
将本实施例所得的合成熔渣0.135kg投放于0.42kg的20#钢液中，并在钼丝炉中进行加热，加热温度为1550℃；在合成渣与钢液间施加1.2V的直流电场，经历10分钟后，检测发现钢液中的氧含量由155ppm下降至29ppm。
实施例2
本实施例中设定的熔渣的化学组成及其重量百分比如下：CaO：47.08％，Al2O3：47.96％，MgO：4.86％，FeO 0.10％；其中CaO/Al2O3＝0.98。
将上述的一定重量的CaO，MgO和Al2O3粉料混合均匀后，放置于电感应炉中，加热至1600℃，使其熔化，此为预熔过程。然后将上述熔体空冷至室温，得到熔块；将该熔块进行破碎，研磨，过筛，干燥后，将一定量的FeO和MnO粉料与所得的预熔熔块粉料相互混合，并使混合均匀；干燥后封装备用。
合成熔渣的应用试验如下所述：
将本实施例所得的合成熔渣0.10kg投放于0.445kg的20#钢液中，并在钼丝炉中进行加热，加热温度为1550℃；在合成渣与钢液间施加2V的直流电场，经历10分钟后，检测发现钢液中的氧含量由188ppm下降至12ppm。
Claims (2)
1.一种适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣，其特征在于该合成熔渣的组成及质量百分比为：
CaO 40-55％，Al2O3 40-55％，
MgO 1～10％，FeO 0.01～1％，
MnO 0～1％；
以上各组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的适用于渣金间外加电场无污染脱氧的合成熔渣，其特征在于所述的合成熔渣中CaO与Al2O3的质量比0.8～1.2。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102399939A (zh) * | 2010-09-07 | 2012-04-04 | 鞍钢股份有限公司 | 渣金间外加电场无污染脱氧预熔渣及其制备方法 |
| CN102407321A (zh) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 鞍钢股份有限公司 | 一种电渣重熔渣及其制造方法 |
| CN102429312A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-05-02 | 华南理工大学 | 原位生成原电池的快速脱氧剂及其制备方法 |
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2008
- 2008-12-04 CN CNA200810203980XA patent/CN101435009A/zh active Pending
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