发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处,提供一种铝质复合脱氧剂,该脱氧剂由铝粉、铝酸钙粉的粉剂组合构成的球形状的组合物,该组合物的组合成分及其形状大小,以及成球后形状,使得该脱氧剂在使用中彻底解决了现有技术存在的问题。
由金属铝粉和铝酸钙粉压制成球的脱氧剂,在转炉或电炉出钢过程中加入,金属铝粉和钢水中[O]结合形成Al2O3 固相质点,并溶解于在钢水中熔化的铝酸钙液滴中而上浮,不仅有脱氧的作用,而且可在脱氧的同时净化钢液,改善钢水流动性。
本发明在与钢水混冲的过程中,金属铝粉颗粒和铝酸钙粉颗粒在高温钢水的加热下熔化并且在钢水中形成液滴,熔化的金属铝液滴与钢水中[O]结合生成Al2O3高熔点固相质点悬浮于钢水中,此时Al2O3高熔点固相质点被弥散分布在其周围的铝酸钙液滴溶解吸收,形成低熔点渣相熔化于钢水当中并与周围的液滴融合长大,在钢水浮力的作用下上浮到顶渣中,从而实现了脱氧与去除夹杂物的同步。
由于钢水中大部分Al2O3固相夹杂物在脱氧的过程中被液相铝酸钙吸收带入到顶渣中,因此较一般脱氧方式钢水中Al2O3固相夹杂物明显减少,很好的改善了钢水的流动性,而且可以明显减少连铸过程中的水口结瘤现象,实现了连铸工艺的顺行。不仅如此,由于钢种Al2O3固相夹杂物的减少,即减少了钢中酸溶铝的含量,降低了钢中总氧的含量。
而且,熔化在钢水中的铝酸钙液滴可与钢水中[S]结合上浮到顶渣中可有效降低钢水中[S],从而实现了脱除钢水中[S]。
本发明目的实现由以下技术方案完成:
一种铝质复合脱氧剂,其特征在于所述铝质复合脱氧剂由金属铝粉和铝酸钙粉组成的,其中金属铝粉所占重量百分比为20%-43%,其余为铝酸钙粉。
所述的金属铝粉的粒度不大于6mm,所述的铝酸钙粉不大于6mm。
所述的铝质复合脱氧剂的形状呈压制成型后的球状体。
所述的铝质复合脱氧剂中含有添加剂,该添加剂占所述铝质脱氧剂总重量的5%-15%,所述添加剂为钡粉、硅粉、稀土材料、镁粉中的一种或至少两种的组合。
还可添加不超过所述铝质脱氧剂粉剂总重量的50%的金属铁粉与所述铝质复合脱氧剂粉剂混合。
所述的铝质复合脱氧剂中还含有重量百分比不超过3%的非水溶性粘结剂,该粘结剂为树脂类、沥青、石蜡、松香中的一种或至少两种的组合。
一种铝质复合脱氧剂的生产方法,其特征在于,将粒度不大于6mm的金属铝粉与粒度不大于6mm的铝酸钙粉混合,经充分搅拌混匀后,压成球状体。
所述的球状体是采用高压对辊压球机干压成球的。
本发明的优点在于:采用干压成球技术,不含其他有害成分,因此不会污染钢水;在转炉或电炉出钢过程中使用,与钢水混冲使钢水、铝酸钙粉、金属铝粉三者相互弥散分布,其金属铝对钢水的脱氧过程也是铝酸钙液滴吸收Al2O3固相脱氧产物上浮到顶渣的过程,即脱氧与去除夹杂同步进行,因此,相较于单独用金属铝脱氧钢水中Al2O3夹杂物含量较低,即钢水中总〔O〕更低,而且钢水流动性明显改善;在对钢水脱氧和去除夹杂物的同时,还具有对钢水脱硫的效果。
具体实施方式
实施例1:
将粒度0-6mm的金属铝粉20%,铝酸钙粉80%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。其中分别用0-2mm金属铝粉和铝酸钙粉;0-4mm金属铝粉和铝酸钙粉;0-6mm金属铝粉和铝酸钙粉干压成球,粒度越细球体表面越光洁,通常表面越是光洁的球体,容易贮存,表面不易氧化。
在某钢厂50吨钢包中,钢种为Q345B-Y1,出钢温度为1644℃,加SiC100㎏,SiFe30㎏,SiMnFe200㎏的条件下,分别用本发明和SiAlBa合金40㎏对比脱氧,加入本发明氩前氧为55.38ppm,加SiAlBa合金氩前氧67.67ppm,氩前氧降低了12.29ppm,且钢水流动性良好无水口堵塞现象,很好的满足了该钢厂CAS加连铸的生产工艺要求,且钢水中〔S〕降低了15ppm。
在上述加入脱氧剂的试验中,我们分别选择了上述三种粒度范围的粉剂所压制的脱氧剂进行上述试验,结果显示,在脱氧过程中,压制成球后的本发明产品,其中组分的粒度大小对脱氧效果未见明显差异。
实施例2:
金属铝粉25%,铝酸钙粉75%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。在某钢厂50吨钢包中,钢种为Q345B-Y1,出钢温度为1644℃,加SiC100㎏,SiFe30㎏,SiMnFe200㎏的条件下,分别用本发明和SiAlBa合金40㎏对比脱氧,加入本发明氩前氧为51.69ppm,加SiAlBa合金氩前氧65.28ppm,氩前氧降低了13.59ppm,且钢水流动性良好无水口堵塞现象,很好的满足了该钢厂CAS加连铸的生产工艺要求,且钢水中〔S〕较用SiAlBa合金降低了17ppm。
实施例3:
金属铝粉30%,铝酸钙粉70%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。在某钢厂50吨钢包中,钢种为Q345B-Y1,出钢温度为1644℃,加SiC100㎏,SiFe30㎏,SiMnFe200㎏的条件下,分别用本发明和SiAlBa合金40㎏对比脱氧,加入本发明氩前氧为50.38ppm,加SiAlBa合金氩前氧72.21ppm,氩前氧降低了21.83ppm,且钢水流动性良好无水口堵塞现象,很好的满足了该钢厂CAS加连铸的生产工艺要求,且钢水中〔S〕降低了18ppm。
实施例4:
金属铝粉35%,铝酸钙粉65%充分混合均匀经由对辊压球机压制成球。在某钢厂50吨钢包中,钢种为Q345B-Y1,出钢温度为1644℃,加SiC100㎏,SiFe30㎏,SiMnFe200㎏的条件下,分别用本发明和SiAlBa合金40㎏对比脱氧,加入本发明氩前氧为38.26ppm,加SiAlBa合金氩前氧63.54ppm,氩前氧降低了25.28ppm,且钢水流动性良好无水口堵塞现象,很好的满足了该钢厂CAS加连铸的生产工艺要求,且钢水中〔S〕降低了21ppm。
实施例5:
金属铝粉43%,铝酸钙粉57%充分混合均匀由对辊压球机压制成球。在某钢厂50吨钢包中,钢种为Q345B-Y1,出钢温度为1644℃,加SiC100㎏,SiFe30㎏,SiMnFe200㎏的条件下,分别用本发明和SiAlBa合金40㎏对比脱氧,加入本发明氩前氧为45.11ppm,加SiAlBa合金氩前氧78.16ppm,氩前氧降低了33.05ppm,且钢水流动性良好无水口堵塞现象,很好的满足了该钢厂CAS加连铸的生产工艺要求,且钢水中〔S〕降低了35ppm。
实施例6:
金属铝粉43%,铝酸钙粉57%,另外添加不超过50%的金属铁粉充分混合均匀后由对辊压球机压制成球。随着金属铁粉加入量的增大,该铝质复合脱氧剂的比重也随之增大。
下表为0-5号方案中,随着金属铁粉的增加,比重增加,而使得脱氧效果不断改善,其中添加的金属铁粉的重量百分比=占(金属铝+铝酸钙粉)的重量百分比。
方案 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
金属铝粉 (重量)% |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
铝酸钙粉 (重量)% |
57 |
57 |
57 |
57 |
57 |
57 |
金属铁粉(重量)% |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
比 重 g/cm3 |
2.35 |
2.41 |
2.58 |
2.92 |
3.3 |
3.68 |
加 入总 量 kg |
40 |
44 |
48 |
52 |
56 |
60 |
氧降低量 ppm |
33.05 |
33.59 |
33.48 |
34.82 |
35.21 |
35.86 |
在某钢厂50吨钢包中,钢种为Q345B-Y1,出钢温度为1644℃,加SiC100㎏,SiFe30㎏,SiMnFe200㎏的条件下,分别用本发明0-5号方案对比脱氧发现当比重增大时脱氧效果有所改善。在使用的过程中,随着脱氧剂比重的增大,在渣面上金属铝燃烧的现象减少,提高了金属铝的利用率,因而改善了脱氧效果。
上述实施例产品由对辊式压球机压制而成的球状或块状产品,其特点是:
1.原料粒度细,经充分混匀后两种原料互呈弥散分布状态;
2.混匀的原料进入对辊式压球机,由对辊压球机干压成球状,产品中含水含量小于0.5%,在钢水脱氧过程中不会对钢水造成增氢。
3.整个压球过程中,不添加水或任何粘结剂与原料中,因此产品中不含有水分或其他有害于钢水质量的元素;对钢水纯净度无特殊要求的钢种的脱氧,也可采用加入树脂等粘结剂压制成球的本发明进行脱氧
4.脱氧过程中由于金属铝粉和铝酸钙是相互弥散分布的,金属铝粉对钢水的脱氧过程也就是熔化的液相铝酸钙对固相Al2O3夹杂物的溶解吸收过程。不但降低了钢水中Al2O3夹杂物含量改善钢水流动性,而且有效降低了钢中总氧含量。
5.在金属铝脱氧的还原性条件下,铝酸钙还可有效降低钢水中〔S〕含量。
6.由于金属铝粉和铝酸钙粉相互弥散分布,相互包覆,因此金属铝粉不易被空气氧化,提高了金属铝的脱氧利用率。
7.本发明表面光洁,密度为2.0-4.0㎏/dm3,其强度为2米高自由落至水泥地面粒度≤10mm的不大于10%。
本发明是在转炉或电炉出钢到钢包的过程中使用,直接加入到钢包中与钢水混冲脱氧。
本发明几乎适用于所有铝镇静钢。也可在本发明中添加钡粉、硅粉、稀土材料、镁粉中的一种或至少两种的组合用于有特殊要求的钢种,如稀土钢等。也可采用在本发明中加入非水溶性树脂类、沥青、石蜡、松香等粘结剂压制成球(以降低生产成本)用于对钢水纯净度要求不高的钢种,如普碳钢等。