CN107904358A - 一种具有脱氧功能的金属组合物及其应用 - Google Patents

一种具有脱氧功能的金属组合物及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有脱氧功能的金属组合物，其技术方案要点是包括有金属铝、氧化铝、氟化钙、氧化钙、硅钡铁合金、及不可避免的其它杂质，达到了提高脱氧剂的脱氧、脱硫能力，降低钢水中的氧含量，提升钢铁的纯净度，增加钢铁的性能。

Description

一种具有脱氧功能的金属组合物及其应用
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，特别涉及一种具有脱氧功能的金属组合物及其应用。
背景技术
炼钢的主要原料是含炭较高的铁水或生铁，为了去除铁水中的杂质，还需要向铁水中加入氧化剂、脱氧剂和造渣材料，以及铁合金等材料，以调整钢的成分，最终获得生产者想要获得的产品。
现有的可参考申请号为201510961849.X的中国专利，其公开了一种高钙铝渣球及其制备方法本发明公开了一种高钙铝渣球，它含有金属铝(Al)、氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氟化钙(CaF2)、氧化钙(CaO)、水(H2O)及不可避免的其它杂质，它的组分含量按重量份数是：金属铝48～52份、氧化铝9～9.9份、二氧化硅4～5份、氟化钙5～10份、氧化钙20～24.9份、水0.2～0.5份。
在实际生产过程中，通过精炼来提高钢水纯净度是净化钢水的重要手段，为使钢水达到洁净，通常需要在炼钢过程中添加脱氧剂，从而减少钢铁中的含氧量，提升钢铁的性能，而目前虽然市面上已经出现大量用于钢铁冶炼的脱氧剂，但是脱氧剂的开发仍然是钢铁冶炼中重要的研发方向，进一步的研究脱氧剂的配置仍是提升钢铁质量中一个可深入开发、研究的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有脱氧功能的金属组合物，起到了提高脱氧剂的脱氧、脱硫能力，降低钢水中的氧含量，提升钢铁的纯净度，增加钢铁的性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种具有脱氧功能的金属组合物，包括有金属铝、氧化铝、氟化钙、氧化钙、硅钡铁合金、及不可避免的其它杂质。
较佳的，按重量份数计，金属铝45～55份、氧化铝8～12份、氟化钙8～12份、氧化钙25～35份、硅钡铁合金20-26份。
较佳的，所述金属组合物中各组分的粒度为10～50μm。
通过上述技术方案，选取多种合理成分以及合理组分的能够进一步增加金属组合物的氧化能力，合适的碱土金属添加可以让组合物具有很好的脱氧效果，这也是源于碱土金属元素与氧有很强的亲和力，Ba的脱氧能力仅次于Ca,远大于Al,同时Ca和Ba在高温下互溶,Ba能降低Ca的蒸气压,提高Ca和Ba的利用率,延长金属组合物的反应的时间,提高合金的脱氧、脱硫能力，脱氧剂中同时含有几种脱氧元素,它们彼此相互作用会增强单个元素的脱氧能力和夹杂物变性能力，从而让钢铁的纯净度提升，增加钢铁的性能。
本发明的目的二：一种如权利要求1-3所述的具有脱氧功能的金属组合物在金属冶炼领域中的应用。
本发明的目的三：一种高钙铝渣球的制备方法，包括以下步骤：
S1：配料：对金属铝、氧化铝、氟化钙、氧化钙、硅钡铁合金原料进行粉碎，并进行称重配置组分；
S2：混料：对S1中已经称重好的组分进行混合搅拌；
S3：团球：对搅拌过后的金属组合物添加粘结剂，并进行团球；
S4：筛选：对已经团好球的金属组合物进行筛选并将没有进行团球的粉料进行分离并重新进行团球步骤；
S5：烘干：对已经完成团球的金属组合物进行烘干；
S6：筛选：对烘干过程中产生的金属渣进行筛选，并将筛选出来的金属渣重新粉碎，并重新进入混料步骤；
S7：检验入库：对于尺寸合格的渣球进行回收并存放入库内。
较佳的，S3中粘结剂为玻璃水粘结剂。
较佳的，玻璃水粘结剂的添加重量为金属组合物总重量的0.05-0.25倍；
较佳的，团球工步将混合好的金属组合物加入到高压造粒机内，并将金属组合物压制成预先设置粒度大小的球体。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、该金属组合物还能够改善夹杂物的形状和尺寸，使夹杂物弥散而均匀，提升钢材品质；
2、CaO与钢液中脱氧产物Al2O3结合成低熔点铝酸钙，而CaO结合形成铝酸钙渣系，该渣系具有较高的S容量及吸附夹杂物能力；
3、反应后残物易于上浮，对钢水无污染，降低钢厂粉尘排放，有效降低企业生产成本；
4、金属组合物中硅钡铁的合理引入还避免了传统高钙铝渣球中高含量铝脱氧产生的水口结瘤，提高了钢液可浇性。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1、一种高钙铝渣球的制备方法，包括以下步骤：
S1：配料：对金属铝、氧化铝、氟化钙、氧化钙、硅钡铁合金原料进行粉碎，并按照金属铝55份、氧化铝12份、氟化钙12份、氧化钙35份、硅钡铁合金26份的比例进行称重配置组分，其中各种组分金属组合物均被破碎成粉体，并且其中各金属粒度均在50μm；
S2：混料：对S1中已经称重好的组分进行混合搅拌；
S3：团球：对搅拌过后的金属组合物添加粘结剂，具体选用玻璃水粘结剂，并且添加重量为金属组合物总重量的0.25倍，并进行团球，团球采用高压造粒机对金属组合物粉体进行压制；
S4：筛选：对已经团好球的金属组合物进行筛选并将没有进行团球的粉料进行分离并重新进行团球步骤；
S5：烘干：对已经完成团球的金属组合物进行烘干；
S6：筛选：对烘干过程中产生的金属渣进行筛选，并将筛选出来的金属渣重新粉碎，并重新进入混料步骤；
S7：检验入库：对于尺寸合格的渣球进行回收并存放入库内。
实施例2、一种高钙铝渣球的制备方法，包括以下步骤：
S1：配料：对金属铝、氧化铝、氟化钙、氧化钙、硅钡铁合金原料进行粉碎，并按照金属铝45份、氧化铝8份、氟化钙8份、氧化钙25份、硅钡铁合金20份的比例进行称重配置组分，其中各种组分金属组合物均被破碎成粉体，并且其中各金属粒度均在10μm；
S2：混料：对S1中已经称重好的组分进行混合搅拌；
S3：团球：对搅拌过后的金属组合物添加粘结剂，具体选用玻璃水粘结剂，并且添加重量为金属组合物总重量的0.05倍，并进行团球，团球采用高压造粒机对金属组合物粉体进行压制；
S4：筛选：对已经团好球的金属组合物进行筛选并将没有进行团球的粉料进行分离并重新进行团球步骤；
S5：烘干：对已经完成团球的金属组合物进行烘干；
S6：筛选：对烘干过程中产生的金属渣进行筛选，并将筛选出来的金属渣重新粉碎，并重新进入混料步骤；
S7：检验入库：对于尺寸合格的渣球进行回收并存放入库内。
实施例3、一种高钙铝渣球的制备方法，包括以下步骤：
S1：配料：对金属铝、氧化铝、氟化钙、氧化钙、硅钡铁合金原料进行粉碎，并按照金属铝50份、氧化铝10份、氟化钙10份、氧化钙30份、硅钡铁合金23份的比例进行称重配置组分，其中各种组分金属组合物均被破碎成粉体，并且其中各金属粒度均在30μm；
S2：混料：对S1中已经称重好的组分进行混合搅拌；
S3：团球：对搅拌过后的金属组合物添加粘结剂，具体选用玻璃水粘结剂，并且添加重量为金属组合物总重量的0.15倍，并进行团球，团球采用高压造粒机对金属组合物粉体进行压制；
S4：筛选：对已经团好球的金属组合物进行筛选并将没有进行团球的粉料进行分离并重新进行团球步骤；
S5：烘干：对已经完成团球的金属组合物进行烘干；
S6：筛选：对烘干过程中产生的金属渣进行筛选，并将筛选出来的金属渣重新粉碎，并重新进入混料步骤；
S7：检验入库：对于尺寸合格的渣球进行回收并存放入库内。
实施例4、一种高钙铝渣球的制备方法，包括以下步骤：
S1：配料：对金属铝、氧化铝、氟化钙、氧化钙、硅钡铁合金原料进行粉碎，并按照金属铝55份、氧化铝12份、氟化钙12份、氧化钙25份、硅钡铁合金20份的比例进行称重配置组分，其中各种组分金属组合物均被破碎成粉体，并且其中各金属粒度均在10μm；
S2：混料：对S1中已经称重好的组分进行混合搅拌；
S3：团球：对搅拌过后的金属组合物添加粘结剂，具体选用玻璃水粘结剂，并且添加重量为金属组合物总重量的0.05倍，并进行团球，团球采用高压造粒机对金属组合物粉体进行压制；
S4：筛选：对已经团好球的金属组合物进行筛选并将没有进行团球的粉料进行分离并重新进行团球步骤；
S5：烘干：对已经完成团球的金属组合物进行烘干；
S6：筛选：对烘干过程中产生的金属渣进行筛选，并将筛选出来的金属渣重新粉碎，并重新进入混料步骤；
S7：检验入库：对于尺寸合格的渣球进行回收并存放入库内。
对比例实验
对比例1：采用市面上常见的高钙铝渣球，其具体组成为氧化钙(CaO)10份、金属铝(Al)40份、氧化铝(Al2O3)20份、二氧化硅(SiO2)12份、氟化钙(CaF2)12份、氧化钙(CaO)20份。
对比例2：单纯采用Al作为脱氧剂进行除氧。
将脱氧过后的所有钢材进行浇注，获得实验试样，对实验试样进行研磨和抛光后,采用200倍的光学显微镜选取2.88μm2的观察面积对每个试样进行观察,并对夹杂物进行分析。
表1为钢铁品质检测。
通过上表可以发现，经过精炼后的含氧量有明显的下降，同时经过精炼后的钢材在夹杂物个数上有所降低，而在夹杂物总面积上下降近四分之一，因此也能判断处个体夹杂物的单体尺寸有大幅度的下降，这些综合影响最终导致钢材力学性能的改变，增加钢材的力学属性，让钢材拥有更好的综合品质。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种具有脱氧功能的金属组合物，其特征在于：包括有金属铝、氧化铝、氟化钙、 氧化钙、硅钡铁合金、及不可避免的其它杂质。
2.根据权利要求1所述的一种具有脱氧功能的金属组合物，其特征在于：按重量份数计，金属铝45～55份、氧化铝8～12份、氟化钙8～12份、氧化钙25～35 份、硅钡铁合金20-26份。
3.根据权利要求1所述的一种具有脱氧功能的金属组合物，其特征在于：所述金属组合物中各组分的粒度为10～50μm。
4.一种如权利要求1-3所述的具有脱氧功能的金属组合物在金属冶炼领域中的应用。
5.一种高钙铝渣球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：配料：对金属铝、氧化铝、氟化钙、 氧化钙、硅钡铁合金原料进行粉碎，并进行称重配置组分；
S2：混料：对S1中已经称重好的组分进行混合搅拌；
S3：团球：对搅拌过后的金属组合物添加粘结剂，并进行团球；
S4：筛选：对已经团好球的金属组合物进行筛选并将没有进行团球的粉料进行分离并重新进行团球步骤；
S5：烘干：对已经完成团球的金属组合物进行烘干；
S6：筛选：对烘干过程中产生的金属渣进行筛选，并将筛选出来的金属渣重新粉碎，并重新进入混料步骤；
S7：检验入库：对于尺寸合格的渣球进行回收并存放入库内。
6.根据权利要求5所述高钙铝渣球的制备方法，其特征在于：S3中粘结剂为玻璃水粘结剂。
7.根据权利要求6所述高钙铝渣球的制备方法，其特征在于：玻璃水粘结剂的添加重量为金属组合物总重量的0.05-0.25倍。
8.根据权利要求7所述高钙铝渣球的制备方法，其特征在于：团球工步将混合好的金属组合物加入到高压造粒机内，并将金属组合物压制成预先设置粒度大小的球体。
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