CN108559817B - 一种用于净化钢液的处理剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于净化钢液的处理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于净化钢液的处理剂及其制备方法，包括以下重量份的原料：石英砂23‑29份、碳粉8‑15份、茅根15‑28份、氧化铝粉6‑9份、锌粉2.4‑5份、锡粉9‑13份、碳化硅8‑16份、黄铁矿10‑14份、蛇纹石6‑10份和绿泥石8‑13份。本发明将茅根进行酶解并且利用茅根酶解液对不同的原料进行改性，在各种产物的协同作用下，成品与钢液的接触面积大，反应迅速，不仅促使夹杂物聚集、长大、上浮从而便于排渣，还可以将高熔点夹杂物向低熔点夹杂物转变，有利于夹杂物的去除；本产品还可以与钢液中的氧反应，不仅可以产生上浮的气体从而便于夹杂物的上浮，还可以降低氧化物的产生。

Description

一种用于净化钢液的处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢冶炼领域，具体是一种用于净化钢液的处理剂。
背景技术
随着各地城市化进程的加快，各地兴起了各种高楼大厦，建筑行业又成为人们眼中的热门。钢，是对含碳量质量百分比介于0.02％至2.11％之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。
钢的性能主要取决于钢的化学成分和组织。钢中夹杂物的存在，破坏了钢基体的连续性，造成钢的组织的不均匀性，对钢的延展性、强度、韧性、疲劳性能、光洁度、耐腐蚀性能、焊接性能以及电磁性能都会产生很大的影响。连铸过程中还会造成水口堵塞，水口堵塞对连铸过程的生产和铸坯质量有很大的影响。因此，各国钢铁研究者投入较大精力致力于钢中夹杂物去除的研究。
钢中夹杂物的去除主要采用工艺控制和净化剂的措施，工艺控制是通过优化钢在生产过程中的工艺，从而降低钢中夹杂物的含量，这方面取得了显著效果，但是钢液净化剂的效果有限，公开号为CN107245546A的发明专利提出了一种钢液净化剂的制备方法，包括制备黏合组分、制备有效组分、净化剂混合料和制粒。该发明对夹杂物进行改性处理，可以促进夹杂物的上浮、去除，一定程度上净化了钢液，降低了钢液中夹杂物含量，但此发明方案没有改善夹杂物的聚集和长大，不利于进一步提高钢产品的品质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于净化钢液的处理剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于净化钢液的处理剂，包括以下重量份的原料：石英砂23-29份、碳粉8-15份、茅根15-28份、氧化铝粉6-9份、锌粉2.4-5份、锡粉9-13份、碳化硅8-16份、黄铁矿10-14份、蛇纹石6-10份和绿泥石8-13份。
作为本发明进一步的方案：碳粉和氧化铝粉的粒径均为0.66mm以下，锌粉和锡粉的粒径为0.08-0.25mm。
作为本发明进一步的方案：石英砂的纯度不低于96％。
所述用于净化钢液的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将茅根粉碎至30-50目，然后将茅根粉在35-45摄氏度和PH值为8.5-9.6下进行酶解，酶解过程中采用超声波辅助，酶解后灭酶，得到茅根酶解液，将茅根酶解液平均分成两份；
步骤二，将黄铁矿、蛇纹石和绿泥石分别粉碎至粒径为0.4mm以下，然后在540-630摄氏度和真空度为4-6Pa的环境下处理30-45分钟，自然冷却至室温，备用；
步骤三，将石英砂、氧化铝粉、碳化硅和黄铁矿粉末加入一份茅根酶解液中并且在180-270rpm的转速下搅拌45-70分钟，得到第一混合物；
步骤四，将碳粉、蛇纹石粉和绿泥石粉加入另一份茅根酶解液中并且搅拌均匀，然后放在强度为4500-5600高斯的磁场下处理90-135分钟，得到第二混合物；
步骤五，将锌粉、锡粉、第一混合物以及第二混合物加入搅拌机中，搅拌均匀得到半成品；
步骤六，将半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂在造粒机中混合，半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂的质量之比为1:0.5-0.8:0.4-0.75:0.6-1.2：0.4-0.9，造粒即得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤一中超声波辅助的功率为80-120W，超声波辅助的频率为20-26KHz。
作为本发明进一步的方案：造粒后在密封并且温度为50-60摄氏度的环境下保持18-26分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，将茅根进行酶解并且利用茅根酶解液对不同的原料进行改性，采用不同的制备工艺得到不同的产物，在各种产物的协同作用下，成品与钢液的接触面积大，反应迅速，不仅促使夹杂物聚集、长大、上浮从而便于排渣，还可以将高熔点夹杂物向低熔点夹杂物转变，有利于夹杂物的去除；本产品还可以与钢液中的氧反应，不仅可以产生上浮的气体从而便于夹杂物的上浮，还可以降低氧化物的产生，具有良好的使用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种用于净化钢液的处理剂，包括以下重量份的原料：石英砂23份、碳粉8份、茅根15份、氧化铝粉6份、锌粉2.4份、锡粉9份、碳化硅8份、黄铁矿10份、蛇纹石6份和绿泥石8份。碳粉的粒径为0.45mm，氧化铝粉的粒径为0.38mm，锌粉和锡粉的粒径为0.14mm。
所述用于净化钢液的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将茅根粉碎至30目，然后将茅根粉在38摄氏度和PH值为8.8下进行酶解，酶解过程中采用超声波辅助，超声波辅助的功率为90W，超声波辅助的频率为24KHz，酶解后灭酶，得到茅根酶解液，将茅根酶解液平均分成两份；
步骤二，将黄铁矿、蛇纹石和绿泥石分别粉碎至粒径为0.4mm以下，然后在570摄氏度和真空度为4Pa的环境下处理38分钟，自然冷却至室温，备用；
步骤三，将石英砂、氧化铝粉、碳化硅和黄铁矿粉末加入一份茅根酶解液中并且在240rpm的转速下搅拌60分钟，得到第一混合物；
步骤四，将碳粉、蛇纹石粉和绿泥石粉加入另一份茅根酶解液中并且搅拌均匀，然后放在强度为4800高斯的磁场下处理115分钟，得到第二混合物；
步骤五，将锌粉、锡粉、第一混合物以及第二混合物加入搅拌机中，搅拌均匀得到半成品；
步骤六，将半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂在造粒机中混合，半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂的质量之比为1:0.5:0.4:0.6：0.4，造粒即得到成品。
实施例2
一种用于净化钢液的处理剂，包括以下重量份的原料：石英砂26份、碳粉10份、茅根19份、氧化铝粉7.2份、锌粉3.3份、锡粉10.5份、碳化硅11份、黄铁矿12.5份、蛇纹石8.8份和绿泥石10.8份。石英砂的纯度不低于96％。
所述用于净化钢液的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将茅根粉碎至40目，然后将茅根粉在42摄氏度和PH值为9.2下进行酶解，酶解过程中采用超声波辅助，酶解后灭酶，得到茅根酶解液，将茅根酶解液平均分成两份；
步骤二，将黄铁矿、蛇纹石和绿泥石分别粉碎至粒径为0.4mm以下，然后在610摄氏度和真空度为6Pa的环境下处理44分钟，自然冷却至室温，备用；
步骤三，将石英砂、氧化铝粉、碳化硅和黄铁矿粉末加入一份茅根酶解液中并且在240rpm的转速下搅拌55分钟，得到第一混合物；
步骤四，将碳粉、蛇纹石粉和绿泥石粉加入另一份茅根酶解液中并且搅拌均匀，然后放在强度为5360高斯的磁场下处理100分钟，得到第二混合物；
步骤五，将锌粉、锡粉、第一混合物以及第二混合物加入搅拌机中，搅拌均匀得到半成品；
步骤六，将半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂在造粒机中混合，半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂的质量之比为1:0.7:0.66:0.95：0.75，造粒并且在密封并且温度为56摄氏度的环境下保持24分钟，即得到成品。
实施例3
一种用于净化钢液的处理剂，包括以下重量份的原料：石英砂28份、碳粉13.6份、茅根25份、氧化铝粉8.4份、锌粉4.6份、锡粉12.5份、碳化硅15份、黄铁矿13.5份、蛇纹石9.4份和绿泥石12.2份。碳粉和氧化铝粉的粒径均为0.66mm以下，锌粉和锡粉的粒径为0.13mm。
所述用于净化钢液的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将茅根粉碎至50目，然后将茅根粉在45摄氏度和PH值为9.5下进行酶解，酶解过程中采用超声波辅助，超声波辅助的功率为110W，超声波辅助的频率为24KHz，酶解后灭酶，得到茅根酶解液，将茅根酶解液平均分成两份；
步骤二，将黄铁矿、蛇纹石和绿泥石分别粉碎至粒径为0.4mm以下，然后在580摄氏度和真空度为4Pa的环境下处理38分钟，自然冷却至室温，备用；
步骤三，将石英砂、氧化铝粉、碳化硅和黄铁矿粉末加入一份茅根酶解液中并且在210rpm的转速下搅拌54分钟，得到第一混合物；
步骤四，将碳粉、蛇纹石粉和绿泥石粉加入另一份茅根酶解液中并且搅拌均匀，然后放在强度为5500高斯的磁场下处理135分钟，得到第二混合物；
步骤五，将锌粉、锡粉、第一混合物以及第二混合物加入搅拌机中，搅拌均匀得到半成品；
步骤六，将半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂在造粒机中混合，半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂的质量之比为1:0.8:0.56:1.1：0.56，造粒并且在密封并且温度为60摄氏度的环境下保持24分钟，即得到成品。
实施例4
一种用于净化钢液的处理剂，包括以下重量份的原料：石英砂29份、碳粉15份、茅根28份、氧化铝粉9份、锌粉5份、锡粉13份、碳化硅16份、黄铁矿14份、蛇纹石10份和绿泥石13份。碳粉的粒径为0.23mm，氧化铝粉的粒径为0.42mm，锌粉和锡粉的粒径为0.18mm。石英砂的纯度不低于96％。
所述用于净化钢液的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将茅根粉碎至40目，然后将茅根粉在42摄氏度和PH值为9.1下进行酶解，酶解过程中采用超声波辅助，超声波辅助的功率为120W，超声波辅助的频率为25KHz，酶解后灭酶，得到茅根酶解液，将茅根酶解液平均分成两份；
步骤二，将黄铁矿、蛇纹石和绿泥石分别粉碎至粒径为0.4mm以下，然后在600摄氏度和真空度为6Pa的环境下处理42分钟，自然冷却至室温，备用；
步骤三，将石英砂、氧化铝粉、碳化硅和黄铁矿粉末加入一份茅根酶解液中并且在270rpm的转速下搅拌54分钟，得到第一混合物；
步骤四，将碳粉、蛇纹石粉和绿泥石粉加入另一份茅根酶解液中并且搅拌均匀，然后放在强度为5600高斯的磁场下处理125分钟，得到第二混合物；
步骤五，将锌粉、锡粉、第一混合物以及第二混合物加入搅拌机中，搅拌均匀得到半成品；
步骤六，将半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂在造粒机中混合，半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂的质量之比为1:0.8:0.75:1.2：0.75，造粒并且在密封并且温度为60摄氏度的环境下保持22分钟即得到成品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于净化钢液的处理剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：石英砂23-29份、碳粉8-15份、茅根15-28份、氧化铝粉6-9份、锌粉2.4-5份、锡粉9-13份、碳化硅8-16份、黄铁矿10-14份、蛇纹石6-10份和绿泥石8-13份。
2.根据权利要求1所述的用于净化钢液的处理剂，其特征在于，所述碳粉和氧化铝粉的粒径均为0.66mm以下，锌粉和锡粉的粒径为0.08-0.25mm。
3.根据权利要求1所述的用于净化钢液的处理剂，其特征在于，所述石英砂的纯度不低于96％。
4.一种如权利要求1-3任一所述的用于净化钢液的处理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将茅根粉碎至30-50目，然后将茅根粉在35-45摄氏度和PH值为8.5-9.6下进行酶解，酶解过程中采用超声波辅助，酶解后灭酶，得到茅根酶解液，将茅根酶解液平均分成两份；
步骤二，将黄铁矿、蛇纹石和绿泥石分别粉碎至粒径为0.4mm以下，然后在540-630摄氏度和真空度为4-6Pa的环境下处理30-45分钟，自然冷却至室温，备用；
步骤三，将石英砂、氧化铝粉、碳化硅和黄铁矿粉末加入一份茅根酶解液中并且在180-270rpm的转速下搅拌45-70分钟，得到第一混合物；
步骤四，将碳粉、蛇纹石粉和绿泥石粉加入另一份茅根酶解液中并且搅拌均匀，然后放在强度为4500-5600高斯的磁场下处理90-135分钟，得到第二混合物；
步骤五，将锌粉、锡粉、第一混合物以及第二混合物加入搅拌机中，搅拌均匀得到半成品；
步骤六，将半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂在造粒机中混合，半成品、水、粘土、淀粉和环氧树脂的质量之比为1:0.5-0.8:0.4-0.75:0.6-1.2：0.4-0.9，造粒即得到成品。
5.根据权利要求4所述的用于净化钢液的处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中超声波辅助的功率为80-120W，超声波辅助的频率为20-26KHz。
6.根据权利要求4所述的用于净化钢液的处理剂的制备方法，其特征在于，所述造粒后在密封并且温度为50-60摄氏度的环境下保持18-26分钟。
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