CN105154625A - 一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法 - Google Patents

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战东平
邱国兴
范坤
牛奔
张洋鹏
郑瑶
周永欣
张慧书
姜周华
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Abstract

本发明涉及一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法。渣系的成分以质量%计，其组分为：CaO？38%~56%,SiO2？5%~12%,Al2O3？28%~48%,MgO？2%~8%,CaF2？2%~6%。其制备方法是将称量好的萤石、白灰、铝土矿、河砂及菱镁矿经过处理后进行球磨混匀，然后放在化渣炉中加热，待渣料完全熔化后，倒入粒化池内进行水淬，待其冷却后取出烘干保存装袋。本发明制备的精炼渣为非晶态，具有低熔点，高熔速等特点，可以高效快速脱硫，有效吸附钢中夹杂物，解决传统轴承钢生产工艺中非金属夹杂物含量高，颗粒粗大等问题，使轴承钢具有优秀的耐磨性、疲劳强度，减少脆性断裂，提高钢材的塑性，保证钢材质量。

Description

一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，尤其涉及一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法。
背景技术
随着国民经济的不断发展，轴承钢渗透到国民经济的各个部门并延伸到许多高精尖领域。现代工业发展亟需高品质的轴承钢，要求具有优秀的耐磨性、疲劳强度，减少脆性断裂。这就对钢材的洁净度提出了很高的要求。要求钢中的氧、硫等微量有害元素及非金属夹杂物的含量都要降到很低的水平，同时能够对夹杂物的成分、尺寸及形状进行控制，保证其塑性变形能力。另一方面，现代炼钢过程紧凑，为了保证后续浇铸和整个生产流程顺利进行，往往需要缩短精炼时间，这就要求精炼渣能够快速成渣，并在短时间内快速实现脱氧、脱硫反应和吸附夹杂物。
目前，中国专利CN101736132A公布的一种烧结型合成渣及其生产方法，中国专利CN102560131A公布的的一种冶炼高标准轴承钢精炼合成渣及其制备方法中国专利CN1827794A公布的超纯净钢用精炼渣及制备方法，它们均属于晶态渣系，具有化学成分均匀，物相稳定，熔点低，成渣速度快，满足一般钢种对脱氧，脱硫，夹杂物的数量、颗粒大小、形貌、分布等的要求。但对轴承钢等对钢材质量要求苛刻的钢种，现有的精炼渣在脱氧，脱硫，夹杂物的数量、颗粒大小、形貌、分布等控制方面还需要很大提高。
为了解决上述问题，本发明想到采用预熔水冷的方式得到非晶态的渣，并且控制渣系的成分Ca/Al=0.8~2.0，经实验和实际生产验证，该成分的非晶态渣比晶态渣对钢水的处理效果更好，钢的纯净度更高，可以达到对钢种纯净度的要求，从而保证了轴承钢的高品质。
发明内容
本发明是提供一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法，本发明制备的精炼渣为非晶态，具有低熔点，高熔速等特点，可以高效快速脱硫，有效去除钢中的非金属夹杂物，特别适用于轴承钢的生产。其具体制备步骤如下：
步骤一：备料：将原料萤石，白灰，一级铝土矿，河砂，菱镁矿分别破碎，称量，放入球磨机中1~1.5h进行球磨混匀，使配合后的原料中各组分按重量百分比为：CaO38%~56%,SiO25%~12%,Al2O328%~48%,MgO2%~8%,CaF22%~6%，余量为杂质；
步骤二：预熔：将混匀后的原料放在化渣炉中预熔，预熔温度为1300~1400℃；
步骤三：粒化：待渣料充分熔化后，将其取出倒入粒化池内进行水淬；
步骤四：得到产品：待水淬渣冷却后取出烘干保存装袋，得到所需精炼渣。
其中，备料所需的各种原料所含组分的重量百分比：萤石中CaF2含量75%~90%，白灰中CaO含量95%以上，一级铝土矿中Al2O3含量85%以上，河砂中SiO2含量73%~88%，菱镁矿中MgO含量45%~60%。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
渣系组分为：CaO38%,SiO210%,Al2O339%,MgO8%,CaF25%，Ca/Al=1.0。
以生产1t精炼渣为例，根据渣系的成分以及所占的重量百分比，用称重装置准确称量出各组分的矿物原料，重量分别为:白灰391.75kg，河砂125.00kg，一级铝土矿433.33kg，菱镁矿160.00kg，萤石58.82kg。用破碎机将所称量好的原料破碎，并进行相应的处理。使用球磨机将称量好的各组分进行充分的混合，混合时间1.3h。将混合好的渣料放入化渣炉中，起始温度为1330℃，将渣料完全熔化。待渣料完全熔化后，将其取出倒入粒化池中进行水淬，冷却后取出烘干保存装袋。
实施例2
渣系组分为：CaO56%,SiO25%,Al2O328%,MgO5%,CaF26%，Ca/Al=2.0。
以生产1t预熔渣为例，根据渣系的成分以及所占的重量百分比，用称重装置准确称量出各组分的矿物原料，重量分别为:白灰577.32kg，河砂62.50kg，一级铝土矿311.11kg，菱镁矿100.00kg，萤石70.59kg。用破碎机将所称量好的原料破碎，并进行相应的处理。使用球磨机将称量好的各组分进行充分的混合，混合时间1.2h。将混合好的渣料放入化渣炉中，起始温度为1360℃，将渣料完全熔化。待渣料完全熔化后，将其取出倒入粒化池中进行水淬，冷却后取出烘干保存装袋。
实施例3
渣系组分为：CaO40%,SiO26%,Al2O348%,MgO2%,CaF24%，Ca/Al=0.8。
以生产1t预熔渣为例，根据渣系的成分以及所占的重量百分比，用称重装置准确称量出各组分的矿物原料，重量分别为:白灰412.37kg，河砂75.00kg，一级铝土矿533.33kg，菱镁矿40.00kg，萤石47.06kg。用破碎机将所称量好的原料破碎，并进行相应的处理。使用球磨机将称量好的各组分进行充分的混合，混合时间1.4h。将混合好的渣料放入化渣炉中，起始温度为1350℃，将渣料完全熔化。待渣料完全熔化后，将其取出倒入粒化池中进行水淬，冷却后取出烘干保存装袋。
实施例4
渣系组分为：CaO46%,SiO212%,Al2O332%,MgO8%,CaF22%，Ca/Al=1.4。
以生产1t预熔渣为例，根据渣系的成分以及所占的重量百分比，用称重装置准确称量出各组分的矿物原料，重量分别为:白灰474.23kg，河砂150.00kg，一级铝土矿355.56kg，菱镁矿160.00kg，萤石23.53kg。用破碎机将所称量好的原料破碎，并进行相应的处理。使用球磨机将称量好的各组分进行充分的混合，混合时间1.5h。将混合好的渣料放入化渣炉中，起始温度为1400℃，将渣料完全熔化。待渣料完全熔化后，将其取出倒入粒化池中进行水淬，冷却后取出烘干保存装袋。
实施例5
渣系组分为：CaO50%,SiO210%,Al2O333%,MgO2%,CaF25%，Ca/Al=1.5。
以生产1t预熔渣为例，根据渣系的成分以及所占的重量百分比，用称重装置准确称量出各组分的矿物原料，重量分别为:白灰515.46kg，河砂125.00kg，一级铝土矿366.67kg，菱镁矿40.00kg，萤石60.98kg。用破碎机将所称量好的原料破碎，并进行相应的处理。使用球磨机将称量好的各组分进行充分的混合，混合时间1.0h。将混合好的渣料放入化渣炉中，起始温度为1310℃，将渣料完全熔化。待渣料完全熔化后，将其取出倒入粒化池中进行水淬，冷却后取出烘干保存装袋。

Claims (6)

1.一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法，其特征在于：该方法制得的渣系Ca/Al==0.8~2.0，各组分按重量百分比计算为：CaO38%~56%,SiO25%~12%,Al2O328%~48%,MgO2%~8%,CaF22%~6%，余量为杂质。
2.根据权利要求1所述的一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法，其特征在于：该方法包含如下步骤：
1）备料：将原料萤石，白灰，一级铝土矿，河砂，菱镁矿分别破碎，称量，并进行球磨混匀；
2）预熔：将混匀后的原料放在化渣炉中预熔；
3）粒化：待渣料充分熔化后，将其取出倒入粒化池内进行水淬；
4）得到产品：待水淬渣冷却后取出烘干保存装袋，得到所需精炼渣。
3.根据权利要求2所述的一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法，其特征在于：备料所需的各种原料所含组分的重量百分比：萤石中CaF2含量75%~90%，白灰中CaO含量95%以上，一级铝土矿中Al2O3含量85%以上，河砂中SiO2含量73%~88%，菱镁矿中MgO含量45%~60%。
4.根据权利要求2所述的一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法，其特征在于：该方法的步骤一中球磨机磨制时间1~1.5h。
5.根据权利要求2所述的一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法，其特征在于：该方法的步骤二中预熔温度在1300~1400℃。
6.根据权利要求2所述的一种冶炼轴承钢用精炼渣的制备方法，其特征在于：该方法的第三步中渣料完全熔化后，将其取出倒入粒化池内进行水淬，水淬后精炼渣内部结晶度小于15%，大部分为玻璃态。
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