CN102776328A

CN102776328A - 一种低氧低硫高氮钢用的钢包渣改质剂的制备方法

Info

Publication number: CN102776328A
Application number: CN2012103001098A
Authority: CN
Inventors: 张立峰; 李燕龙; 杨树峰
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2012-11-14

Abstract

一种低氧低硫高氮钢用的钢包渣改质剂的制备方法，属于炼钢技术领域。其特征是将电解铝灰与氧化钙和萤石按比例混合，铝灰30～40%；氧化钙40～50%；萤石10～15%，加入玻璃水混合均匀，然后压制成球，经干燥即得成品；所用铝灰成分重量%含量如下：铝灰：Al5-10%，AlN25-35%，Al₂O₃35-50%，SiO₂2-5%，NaCl10-15%。本发明的优点是将铝厂的废弃物铝灰用炼钢生产时的钢包顶渣改质剂，起到脱氧脱硫增氮的目的，而无需再配入铝粉。该改质剂在钢水出钢后加入钢包中，钢包渣中的FeO降低到5%以下，钢中T[O]和[S]分别达到20ppm和75ppm以下，钢中[N]含量增加77ppm以上，钢水洁净度得到改善。

Description

一种低氧低硫高氮钢用的钢包渣改质剂的制备方法

（一）技术领域

本发明按国际专利分类(IPC)划分属于化学；冶金部，冶金分部，铁的冶金大类，生铁的加工处理，例如精炼、熟铁或钢的冶炼；熔融态下铁类合金的处理小类，用渣或熔剂作为处理剂领域。

（二）背景技术

钢水从转炉或电炉等初炼炉出钢进入钢包时，需对钢水进行脱氧、脱硫、去除夹杂物等处理，以提高钢的纯净度，满足用户的质量要求。曾有用铝灰渣配入铝粉作为钢包渣改质剂，起到脱氧、脱硫的目的。如2003年由中国专利局公告的由江苏江南铁合金有限公司申报的，授权公开号为CN1410556A，中国专利号（ZL）为：02138450.9号的发明专利名称是《铝渣球及其制备方法》的发明专利，它将铝粉、铝渣粉、萤石和石灰石粉配比为单质铝含量为24.9%的铝渣球，成功起到脱氧精炼及去除夹杂物的作用。但是尚有不足之处是，其基本原料铝粉和铝渣粉（Al>40%）均是成本较高的原料，并且Al含量大于40%的铝渣粉仍具有可回收价值。

（三）发明内容

本发明的目的是为解决现有技术中铝灰渣配入铝粉作为钢包渣改质剂成本高的问题，提供一种运用铝灰且无需加入铝粉生产钢包渣改质剂，将其运用于低氧低硫高氮钢或对氮含量要求低的钢种。

一种低氧低硫高氮钢用的钢包渣改质剂的制备方法，其特征是：将电解铝灰与氧化钙和萤石按比例混合，铝灰30～40%；氧化钙40～50%；萤石10～15%，加入玻璃水混合均匀，然后压制成球，经干燥即得成品。其技术关键在于运用铝灰的铝单质和氮化铝进行脱氧脱硫，所用铝灰成分如下：

铝灰的化学成份含量（重量%）为：铝灰：Al5-10%，AlN25-35%，Al₂O₃35-50%，SiO₂2-5%，NaC1：10-15%。

当这种改质剂在出钢后加入钢包中，由于物料具有很好的流动性，因而能迅速在钢水表面形成覆盖层；在精炼期中，改质剂参与钢渣的脱氧反应：

2Al+3FeO→Al₂O₃+3Fe (1)

2AlN+3FeO→Al₂O₃+3Fe+N₂ (2)

上述反应中产生的N₂大部分进入气相中，少部分溶解于钢中，致使钢液增氮：

N₂→2[N] (3)

此外，改质剂也参与钢液的脱氧与脱硫：

2[Al]+3[O]→Al₂O₃ (4)

2AlN+3[O]→Al₂O₃+2[N] (5)

CaO+Al+[S]→CaS+Al₂O₃ (6)

研究表明，钢液中[O]、[S]为表面活性元素，当其降低时有利于钢液增氮，所以反应(4)(5)(6)促进反应(3)的进行。

本发明的有益效果是：一、氧、硫含量很低，特别适用于低氧低硫高氮钢或对氮含量要求低的钢种；二、反应产生的氮气成为增氮的主要来源，且有很好的热力学和动力学条件；三、原料普通、易得，且成本低；四、无需添加铝粉，亦可成为很好的还原剂，具有成本优势。

（四）具体实施方法

一种钢包渣改质剂的制备方法，将电解铝灰与氧化钙和萤石按比例混合，铝灰30～40%；氧化钙40～50%；萤石10～15%，加入玻璃水混合均匀，然后压制成球，经干燥即得成品。例1：

对原材料取样分析，各原材料的化学组份分别是：

铝灰：Al：4.3%、AlN：32.0%、Al₂O₃：49.1%、SiO₂：1.01%、NaC1：13.2%

氧化钙：CaO：98.3%、SiO₂：0.52%

萤石粉：CaF₂：98.26、SiO₂：0.67%

制备钢包渣改质剂，将化验合格的原材料称重：铝灰49.3%、氧化钙39.5%、萤石11.2%，将上述称重的原料混合均匀。以上实例的成品化学成份组份含量按重量百分比为：

Al：2.1%，AlN：15.8%，Al₂O₃：24.2%，CaO：39.6%，SiO₂：0.5%，CaF₂：11.2%，NaCl：6.5%

试验应用例：用本发明的钢包渣改质剂做实验，废钢150g，转炉渣15g，加热至1600℃，加入改质剂后，渣很快变白，且发泡性极好。待冷却后，测渣钢成分：渣中FeO由31.17%降至3.24%，钢中[O]由480ppm降至17ppm，钢中[N]由52ppm增至129ppm，增加了77ppm。例2：

对原材料取样分析，各原材料的化学组份分别是：

氧化钙：CaO：98.3%、SiO₂：0.52%

萤石粉：CaF₂：98.26、SiO₂：0.67%

制备钢包渣改质剂，将化验合格的原材料称重：铝灰36.4%、氧化钙53.6%、萤石10%，将上述称重的原料混合均匀。以上实例的成品化学成份组份含量按重百分比为：

Al：1.5%，AlN：11.7%，Al₂O₃：17.9%，CaO：53.7%，SiO₂：0.4%，CaF₂：9.9%，NaC1：4.8%

试验应用例：用本发明的钢包渣改质剂做实验，高硫废钢（[S]含量为200ppm）150g，转炉渣15g，加热至1600℃，加入改质剂后，渣很快变白，且发泡性极好。待冷却后，测渣钢成分：钢中[O]和[S]分别由360ppm和200ppm降至50ppm和75ppm，钢中[N]含量由59ppm增至220ppm。实验中脱硫效果明显，[N]含量增加了161ppm。

本发明各成分中指标可根据用户要求适当改变，不影响主要性能。

Claims

1.一种低氧低硫高氮钢用的钢包渣改质剂的制备方法，其特征是将电解铝灰与氧化钙和萤石按比例混合，铝灰30～40%；氧化钙40～50%；萤石10～15%，加入玻璃水混合均匀，然后压制成球，经干燥即得成品；所用铝灰成分重量%含量如下：铝灰：Al5-10%，AlN25-35%，Al₂O₃35-50%，SiO₂2-5%，NaCl：10-15。