CN101787414A - 炼钢用复合脱氧剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼钢用复合脱氧剂，它包含有钙(Ca)、硅(Si)、锰(Mn)，其重量百分组成是：钙(Ca)5％～9％；硅(Si)10％～24％；锰(Mn)12％～19％；余量为Fe、伴生元素Al、Mg及不可避免的杂质。本发明还公开了一种炼钢用复合脱氧剂的制备方法，是按以下原料配比(重量％)、工艺制备而成：Mn品位≥32％的原锰矿石60％～70％；SiO₂含量≥98％的硅石12％～16％；CaO含量≥90％的石灰10％～16％；Fe氧化物含量≥75％的氧化铁皮5％～8％。本发明具有具有原料成本低、单位产品能耗低、合金元素配比合理，产品无偏析、取代性强、强度高、合金密度大、熔点低、有利于钢液合金元素的吸收，脱氧、脱硫、脱磷效果好，金属收得率高。

Description

炼钢用复合脱氧剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种脱氧剂及其制备方法，尤其是涉及一种炼钢用复合脱氧剂及其制备方法，属于钢铁冶炼领域。

背景技术

铁合金是钢铁工业和机械工业必不可缺少的重要原料之一。随着我国钢铁工业的持续发展，钢品种的增多和钢质量的提高，相应的对铁合金生产提出了更高的要求，铁合金生产技术日益成为钢铁工业的相关技术和配套工程。

尽管我国铁合金工业历经50年长足发展，取得了令世界瞩目的成就，誉为铁合金生产大国，但这仅就我国的“生产规模”而言。若与世界先进生产水平相比，尤其纵观世界铁合金生产技术，发展的主流方向：纯净、多元合金、高效短流程精料、节能低耗、“三废”治理及资源综合合理利用、工艺发展方向等，甚至存在问题和差距巨大。主要表现如下：

(1)生产工艺陈旧，技术创新缓慢。

(2)硅铁、高碳锰铁、锰硅合金和高碳铬铁四种大宗产品的工艺技术多年来基本无变化。

(3)锰系、铬系等精炼产品生产工艺仍以传统的“电硅热法”为主，热兑法(波伦法)及炉外精炼技术还不普遍。

(4)电子计算机应用于生产过程控制尚处起步阶段。

(5)单位产品能耗高：2007年，全国铁合金平均能耗3.46吨标煤，其中国家重点企业为2.56吨标煤，地方企业为4.22吨标煤。而世界工业发达国家铁合金生产平均综合能耗为2.20吨标煤。

(6)产品结构不合理，高档产品少：目前，我国铁合金的硅系、锰系、铬系大宗品种虽与国外基本相似，但纯度产品、氮化产品、炉外精炼产品等、作为复合脱氧剂、脱硫剂、脱磷剂、孕育剂、多元合金剂、粒化粉剂产品等高效品牌品种少，不适应市场需求。

(7)目前部分国产多元复合合金产品中，如某厂生产的硅钙锰合金，由于生产工艺的问题，产品元素偏析严重，从而影响其使用效果。

硅系、锰系、铬系铁合金作为炼钢脱氧剂，在使用过程中，由于合金中的元素单一，在炼钢脱氧过程中，为了达到成品钢的质量要求，需要同时配加多种铁合金，从而产生如下问题：

A：增加合金使用成本；

B：延长脱氧时间；

C：降低出钢温度，造成温降，易造成连铸钢水的结瘤；

D：增加岗位工人劳动强度。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种炼钢用复合脱氧剂，该炼钢用复合脱氧剂具有原料成本低、单位产品能耗低、合金元素配比合理，产品无偏析、取代性强、强度高、合金密度大、熔点低、有利于钢液合金元素的吸收，脱氧、脱硫、脱磷效果好，金属收得率高。

本发明的另一目的是提供上述炼钢用复合脱氧剂的制备方法。

为实现本发明上述目的，本发明炼钢用复合脱氧剂采用以下技术方案。

本发明炼钢用复合脱氧剂，它包含有钙(Ca)、硅(Si)、锰(Mn)，其重量百分组成是：

(1)钙(Ca)5％～9％；

(2)硅(Si)10％～24％；

(3)锰(Mn)12％～19％；

(4)余量为Fe、伴生元素Al、Mg及不可避免的杂质。

本发明炼钢用复合脱氧剂的制备方法是按以下原料配比(重量％)、工艺制备而成：

(1)Mn品位≥32％的原锰矿石        60％～70％；

(2)SiO₂含量≥98％的硅石          12％～16％；

(3)CaO含量≥90％的石灰           10％～16％；

(4)Fe氧化物含量≥75％的氧化铁皮  5％～8％；

(5)采用直流电弧炉熔炼，二次电压220V-270V，二次电流12000A-16000A；

(6)铁水浇铸成型后精整破碎，以达到炼钢所需求的粒度。

其中：硅石的纯度为SiO₂含量≥99％为宜，石灰的纯度为CaO含量≥92％为宜。

所述硅石的配比为13％～15％为佳，所述石灰的配比为10％～12％为佳。

其理想配比为：

(1)Mn品位≥32％的原锰矿石          70％；

(2)SiO₂含量≥99％的硅石            15％；

(3)CaO含量≥92％的石灰             10％；

(4)Fe氧化物含量≥75％的氧化铁皮    5％。

Ca、Si、Mn元素的含量是根据原矿物质中的含量，经过配比并在熔炼过程中通过控制电流大小来控制熔池温度，以得到理想产品。Fe氧化物是作熔池导电用材料，增加熔池的导电性。

本发明炼钢用复合脱氧剂的制备方法的化学反应原理为：

CaO+C＝Ca+CO

SiO₂+2C＝Si+2CO

Fe+Si＝FeSi

MnO+C＝Mn+CO

本发明炼钢用复合脱氧剂，通过铁合金熔融还原技术，获得由钙、硅、锰三种主要元素组成的共晶体铁合金产品，其特点如下：

(1)原料成本低；

(2)无偏析，是一种熔炼后纯净的结晶体；

(3)取代性强，有利于成本下降；

(4)产品纯净，有利于改善钢液的流动性，优化钢液晶相；

(5)该产品强度高、比重大、熔点低，有利于钢液合金元素的吸收，充分脱氧，具有较好的收得率。

(6)使用该产品在浇铸过程中，活度氧始终处于稳定的水平，普碳钢表面龟裂现象得以解决。

本发明炼钢用复合脱氧剂及其制备方法采用以上技术方案后，具有以下积极效果：

(1)相比传统合金能耗而言，以硅锰合金为例，电耗为6000～7000度/吨，而本产品所需电耗为3500～4000度/吨，因此节能效果显著。传统的硅钙合金暴露在空气当中，容易粉化、潮解，在使用过程中保管困难，浪费大，甚至容易造成爆炸事故。而本发明由于在硅钙中添加了锰元素，是由Ca、Si、Mn三种元素所组成的共晶体，因此基本不与空气中的水发生潮解反应。

(2)本发明与原有技术相比，具有合金元素配比合理，合金密度大，钢水动力学性能好，脱氧、脱硫、脱磷效果好，金属收得率高，不会粉化等优点。

本发明为Q235B等钢种的冶炼，特别为无铝脱氧精炼钢水提供了一种更为理想的添加剂。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合实施例对本发明炼钢用复合脱氧剂及其制备方法作更详细的描述。

表1列示了本发明炼钢用复合脱氧剂采用的原料配比。矿石入炉品位要求：Mn≥32％，CaO≥90％，SiO₂≥98％。

表2列示了本发明炼钢用复合脱氧剂的重量百分组成。

表1炼钢用复合脱氧剂采用的原料配比(％)

原料实施例	原锰矿石	硅石	石灰	氧化铁皮	合计
						1	60	16	16	8	100
2	70	15	10	5	100
						3	68	12	14	6	100
4	68	15	12	5	100
						5	67	13	14	6	100

表2炼钢用复合脱氧剂的重量百分组成(％)

配比实施例	钙(Ca)	硅(Si)	锰(Mn)	余量	合计
						1	9.0	24.0	12.0	55.0	100
2	5.0	19.3	19.0	56.7	100
						3	7.2	10.0	17.8	65.0	100
4	5.0	19.3	17.8	57.9	100
						5	7.2	13.2	15.5	64.1	100

在生产中，实施例1～5的原料成份会略有不同，但皆满足矿石入炉品位要求。其中炼钢用复合脱氧剂产品中钙(Ca)、硅(Si)含量，不仅受原料硅石、石灰纯度及配比影响，也受到原锰矿石中含有的Ca、Si含量影响。

在熔炼过程中，采用12000KVA直流电弧炉熔炼，二次电压220V-270V，二次电流12000A-16000A。

其它设备包括：矿石加工、粉碎设备，皮带运输机，混匀料机，电脉冲布袋除尘器。

Claims (4)

1.一种炼钢用复合脱氧剂，其特征在于：它包含有钙(Ca)、硅(Si)、锰(Mn)，其重量百分组成是：

(1)钙(Ca)  5％～9％；

(2)硅(Si)  10％～24％；

(3)锰(Mn)  12％～19％；

(4)余量为Fe、伴生元素Al、Mg及不可避免的杂质。

2.一种炼钢用复合脱氧剂的制备方法，其特征在于：是按以下原料配比(重量％)、工艺制备而成：

(1)Mn品位≥32％的原锰矿石          60％～70％；

(2)SiO₂含量≥98％的硅石            12％～16％；

(3)CaO含量≥90％的石灰             10％～16％；

(4)Fe氧化物含量≥75％的氧化铁皮    5％～8％；

(5)采用直流电弧炉熔炼，二次电压220V-270V，二次电流12000A-16000A；

(6)铁水浇铸成型后精整破碎，以达到炼钢所需求的粒度。

3.如权利要求2所述的炼钢用复合脱氧剂的制备方法，其特征在于：

所述硅石的纯度为SiO₂含量≥99％，石灰的纯度为CaO含量≥92％；所述硅石的配比为13％～15％，所述石灰的配比为10％～12％。

4.如权利要求2所述的炼钢用复合脱氧剂的制备方法，其特征在于原料配比(重量％)为：

(1)Mn品位≥32％的原锰矿石        70％；

(2)SiO₂含量≥99％的硅石          15％；

(3)CaO含量≥92％的石灰           10％；

(4)Fe氧化物含量≥75％的氧化铁皮  5％。