CN110804686B - 一种低氮增碳剂加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低氮增碳剂加工工艺，本发明通过在负压条件下对增碳剂进行脱氮处理，有效降低了增碳剂中氮的含量，同时利用石油焦、石墨、自由碳、沥青等原料制备增碳剂，在保证增碳剂性能的前提下，大大降低了增碳剂的制造成本。通过搅拌装置解决了目前增碳剂制备过程中常常出现搅拌不均匀、只能局部搅拌的问题。通过从动轴、传动轴、第二杆之间形成连杆机构，第二杆随第一杆运动，且第二杆在传动轴内相对滑动，带动从动轴转动，从而增加第一搅拌叶、第二搅拌叶运动轨迹的复杂性，且利用第一搅拌叶、第二搅拌叶扩大搅拌范围，保证罐体内无死角，搅拌均匀。

Description

一种低氮增碳剂加工工艺
技术领域
本发明具体涉及一种低氮增碳剂加工工艺。
背景技术
在钢铁产品的冶炼过程中，常常会因为冶炼时间、保温时间、过热时间较长等因素，使得铁液中碳元素的熔炼损耗量造成铁液中的含碳量有所降低，导致铁液中的含碳量达不到炼制预期的理论值，为了补足钢铁熔炼过程中烧损的碳含量而添加的含碳类物质称之为增碳剂。
增碳剂的来源有煤、石油或者石墨，这三大系列都是由树林经过千万年的高温高压，变化而成，因此在煤、石油、石墨的形成过程中不可避免有机物，如杂环化合物、苯类、烃类化合物或衍生物，因此这三大系列增碳剂中不可避免的带入氮元素，多则上万ppm，少则几千ppm，而氮元素一旦进入钢水很难除去，增碳剂中所含的氮不但会降低刚才的力学性能，也是形成缩孔、白点缺陷和铸坯裂纹的重要原因，给制备高质量的钢材带来很大困难。同时现有增碳剂中的碳通过溶解和扩散两种方式溶于铁液中，目前行业中增加含碳量的主要方法是搅拌使碳溶解扩散，但是常常出现搅拌不均匀、只能局部搅拌的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种低氮增碳剂加工工艺。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种低氮增碳剂加工工艺，按重量份数计，包括石油焦100-150份、石墨30-50份、自由碳10-20份、粘结剂1-8份，所述制备过程如下：
步骤(1)称取原料：称取石油焦100-150份、石墨30-50份、自由碳10-20份、粘结剂1-8份；
步骤(2)粉碎原料：将石油焦、焦化碳粉碎成混合物A，将混合物A与石墨料置于超声波分散机中超声分散成混合物B；
步骤(3)搅拌混合：将混合物B与自由碳、粘结剂放入搅拌装置内且在室温内搅拌反应1-3h，再升温到1500-2700℃，保温6-12h，然后自然冷却到室温得到混合物C；
步骤(4)造粒：将步骤(3)中的混合物C进行转盘造粒得到增碳剂；
步骤(5)热处理：将增碳剂置于70-110℃且压力为-0.05--0.1mpa的条件下静置2.5-3小时。
步骤(5)筛分：将增碳剂置于振动筛上进行筛分；
步骤(6)包装：将步骤(5)筛分好的增碳剂按照粒度进行分类包装。
进一步的，所述石油焦为锻烧石油焦或酸化石油焦。
进一步的，所述粘结剂为沥青。
进一步的，所述搅拌装置包括罐体，安装在罐体底部的多根支撑柱，位于罐体内的搅拌组件；
搅拌组件包括安装在罐体顶部的电机，安装在罐体内且位于罐体顶部的第一固定块，一端安装在电机输出轴上且另一端穿过罐体、通过滚动轴承与罐体连接的转轴，一端安装在转轴上的主动轴，垂直安装在主动轴上且位于主动轴远离转轴一端的驱动轴，一端铰接在第一固定块底部的从动轴，垂直安装在从动轴上且位于从动轴远离第一固定块一端的传动轴，移动地安装在驱动轴上的第一杆，安装在第一杆底部且与第一杆交叉、移动地安装在传动轴上的第二杆；
主动轴、驱动轴均位于第一杆上方，从动轴、传动轴均位于第二杆下方；
第一杆两端设有第一搅拌叶，第二杆两端设有第二搅拌叶。
进一步的，所述第一搅拌叶与第二搅拌叶结构相同；
第一搅拌叶包括安装在第一杆底部的搅拌轴，通过多根固定杆安装在搅拌轴上且与搅拌轴同轴设置的固定环，安装在固定环上端面且围绕固定环中心轴线环形阵列、V形结构的搅拌叶A，安装在固定环下端面且围绕固定环中心轴线环形阵列、与搅拌叶A关于固定环上下对称的搅拌叶B，内圆柱面通过多根支撑杆A安装在搅拌轴上且外圆柱面安装在搅拌叶A上的支撑环A，内圆柱面通过多根支撑杆B安装在搅拌轴上且外圆柱面安装在搅拌叶B上的支撑环B。
进一步的，所述驱动轴上设有供第一杆穿过的通槽A，通槽A内设有滑槽A；第一杆上安装有与滑槽A相互配合的滑块A，滑块A插入滑槽A内；
所述传动轴上设有供第二杆穿过的通槽B，通槽B内设有滑槽B，第二杆上安装有余滑槽B相互配合的滑块B，滑块B插入滑槽B内。
本发明具有有益效果：本发明通过在负压条件下对增碳剂进行脱氮处理，有效降低了增碳剂中氮的含量，同时利用石油焦、石墨、自由碳、沥青等原料制备增碳剂，在保证增碳剂性能的前提下，大大降低了增碳剂的制造成本。通过搅拌装置解决了目前增碳剂制备过程中常常出现搅拌不均匀、只能局部搅拌的问题。通过从动轴、传动轴、第二杆之间形成连杆机构，第二杆随第一杆运动，且第二杆在传动轴内相对滑动，带动从动轴转动，从而增加第一搅拌叶、第二搅拌叶运动轨迹的复杂性，且利用第一搅拌叶、第二搅拌叶扩大搅拌范围，保证罐体内无死角，搅拌均匀。
附图说明
图1为本发明搅拌装置剖视图；
图2为图1沿A-A方向剖视图；
图3为本发明第一搅拌叶剖视图。
图中：1-罐体，2-支撑柱，3-搅拌组件，4-电机，5-第一固定块，6-转轴，7-主动轴，8-驱动轴，9-从动轴，10-传动轴，11-第一杆，12-第二杆，13-第一搅拌叶，14-第二搅拌叶，15-搅拌轴，16-固定杆，17-固定环，18-搅拌叶A，19-搅拌叶B，20-支撑环A，21-支撑环B，22-支撑杆A，23-支撑杆B。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例一
一种低氮增碳剂加工工艺，按重量份数计，包括锻烧石油焦100份、石墨30份、自由碳10份、沥青2份，所述制备过程如下：
步骤(1)称取原料：称取锻烧石油焦100份、石墨30份、自由碳10份、沥青2份；
步骤(2)粉碎原料：将石油焦、焦化碳粉碎成混合物A，将混合物A与石墨料置于超声波分散机中超声分散成混合物B；
步骤(3)搅拌混合：将混合物B与自由碳、粘结剂放入搅拌装置内且在室温内搅拌反应2h，再升温到2000℃，保温8h，然后自然冷却到室温得到混合物C；
步骤(4)造粒：将步骤(3)中的混合物C进行转盘造粒得到增碳剂；
步骤(5)热处理：将增碳剂置于90℃且压力为-0.05mpa的条件下静置3小时。
步骤(5)筛分：将增碳剂置于振动筛上进行筛分；
步骤(6)包装：将步骤(5)筛分好的增碳剂按照粒度进行分类包装。
搅拌装置包括罐体1，安装在罐体1底部的多根支撑柱2，位于罐体1内的搅拌组件3；
搅拌组件3包括安装在罐体1顶部的电机4，安装在罐体1内且位于罐体1顶部的第一固定块5，一端安装在电机4输出轴上且另一端穿过罐体1、通过滚动轴承与罐体1连接的转轴6，一端安装在转轴6上的主动轴7，垂直安装在主动轴7上且位于主动轴7远离转轴6一端的驱动轴8，一端铰接在第一固定块5底部的从动轴9，垂直安装在从动轴9上且位于从动轴9远离第一固定块5一端的传动轴10，移动地安装在驱动轴8上的第一杆11，安装在第一杆11底部且与第一杆11交叉、移动地安装在传动轴10上的第二杆12；
主动轴7、驱动轴8均位于第一杆11上方，从动轴9、传动轴10均位于第二杆12下方；
第一杆11两端设有第一搅拌叶13，第二杆12两端设有第二搅拌叶14。
驱动轴8上设有供第一杆11穿过的通槽A，通槽A内设有滑槽A；第一杆11上安装有与滑槽A相互配合的滑块A，滑块A插入滑槽A内；
传动轴10上设有供第二杆12穿过的通槽B，通槽B内设有滑槽B，第二杆12上安装有余滑槽B相互配合的滑块B，滑块B插入滑槽B内。
第一搅拌叶13与第二搅拌叶14结构相同；第一搅拌叶13包括安装在第一杆11底部的搅拌轴15，通过多根固定杆16安装在搅拌轴15上且与搅拌轴15同轴设置的固定环17，安装在固定环17上端面且围绕固定环17中心轴线环形阵列、V形结构的搅拌叶A18，安装在固定环17下端面且围绕固定环17中心轴线环形阵列、与搅拌叶A18关于固定环17上下对称的搅拌叶B19，内圆柱面通过多根支撑杆A22安装在搅拌轴15上且外圆柱面安装在搅拌叶A18上的支撑环A20，内圆柱面通过多根支撑杆B23安装在搅拌轴15上且外圆柱面安装在搅拌叶B19上的支撑环B21。
通过搅拌装置解决了目前增碳剂制备过程中常常出现搅拌不均匀、只能局部搅拌的问题。
通过电机4带动转轴6转动，主动轴7随转轴6转动，主动轴7、驱动轴8、第一杆11之间形成连杆机构，带动第一杆11在随主动轴7转动的同时，在驱动轴8内相对滑动；从动轴9、传动轴10、第二杆12之间形成连杆机构，第二杆12随第一杆11运动，且第二杆12在传动轴10内相对滑动，带动从动轴9转动，从而增加第一搅拌叶13、第二搅拌叶14运动轨迹的复杂性，且利用第一搅拌叶13、第二搅拌叶14扩大搅拌范围，保证罐体1内无死角，搅拌均匀。
实施例二
一种低氮增碳剂加工工艺，按重量份数计，包括锻烧石油焦120份、石墨40份、自由碳15份、沥青4份，所述制备过程如下：
步骤(1)称取原料：称取锻烧石油焦120份、石墨40份、自由碳15份、沥青4份；
步骤(2)粉碎原料：将石油焦、焦化碳粉碎成混合物A，将混合物A与石墨料置于超声波分散机中超声分散成混合物B；
步骤(3)搅拌混合：将混合物B与自由碳、粘结剂放入搅拌装置内且在室温内搅拌反应2h，再升温到2500℃，保温6h，然后自然冷却到室温得到混合物C；
步骤(4)造粒：将步骤(3)中的混合物C进行转盘造粒得到增碳剂；
步骤(5)热处理：将增碳剂置于100℃且压力为-0.08mpa的条件下静置2.5小时。
步骤(5)筛分：将增碳剂置于振动筛上进行筛分；
步骤(6)包装：将步骤(5)筛分好的增碳剂按照粒度进行分类包装。
实施例三
一种低氮增碳剂加工工艺，按重量份数计，包括酸化石油焦140份、石墨50份、自由碳10份、粘结剂5份，所述制备过程如下：
步骤(1)称取原料：称取酸化石油焦140份、石墨50份、自由碳10份，沥青5份；
步骤(2)粉碎原料：将酸化石油焦、焦化碳粉碎成混合物A，将混合物A与石墨料置于超声波分散机中超声分散成混合物B；
步骤(3)搅拌混合：将混合物B与自由碳、粘结剂放入搅拌装置内且在室温内搅拌反应3h，再升温到2000℃，保温10h，然后自然冷却到室温得到混合物C；
步骤(4)造粒：将步骤(3)中的混合物C进行转盘造粒得到增碳剂；
步骤(5)热处理：将增碳剂置于110℃且压力为-0.1mpa的条件下静置2.5小时。
步骤(5)筛分：将增碳剂置于振动筛上进行筛分；
步骤(6)包装：将步骤(5)筛分好的增碳剂按照粒度进行分类包装。
实施例一—实施例三制得的增碳剂技术指标如表1所示：
表1
Figure BDA0002293503430000071
本发明通过在负压条件下对增碳剂进行脱氮处理，有效降低了增碳剂中氮的含量，同时利用石油焦、石墨、自由碳、沥青等原料制备增碳剂，在保证增碳剂性能的前提下，大大降低了增碳剂的制造成本。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (3)

1.一种低氮增碳剂加工工艺，其特征在于，按重量份数计，包括石油焦100-150份、石墨30-50份、自由碳10-20份、粘结剂1-8份，制备过程如下：
步骤(1)称取原料：称取石油焦100-150份、石墨30-50份、自由碳10-20份、粘结剂1-8份；
步骤(2)粉碎原料：将石油焦、焦化碳粉碎成混合物A，将混合物A与石墨料置于超声波分散机中超声分散成混合物B；
步骤(3)搅拌混合：将混合物B与自由碳、粘结剂放入搅拌装置内且在室温内搅拌反应1-3h，再升温到1500-2700℃，保温6-12h，然后自然冷却到室温得到混合物C；
步骤(4)造粒：将步骤(3)中的混合物C进行转盘造粒得到增碳剂；
步骤(5)热处理：将增碳剂置于70-110℃且压力为-0.05--0.1mpa的条件下静置2.5-3小时；
步骤(6 )筛分：将增碳剂置于振动筛上进行筛分；
步骤(7 )包装：将步骤(6 )筛分好的增碳剂按照粒度进行分类包装；
所述石油焦为锻烧石油焦或酸化石油焦；所述粘结剂为沥青；
所述搅拌装置包括罐体(1)，安装在罐体(1)底部的多根支撑柱(2)，位于罐体(1)内的搅拌组件(3)；
搅拌组件(3)包括安装在罐体(1)顶部的电机(4)，安装在罐体(1)内且位于罐体(1)顶部的第一固定块(5)，一端安装在电机(4)输出轴上且另一端穿过罐体(1)、通过滚动轴承与罐体(1)连接的转轴(6)，一端安装在转轴(6)上的主动轴(7)，垂直安装在主动轴(7)上且位于主动轴(7)远离转轴(6)一端的驱动轴(8)，一端铰接在第一固定块(5)底部的从动轴(9)，垂直安装在从动轴(9)上且位于从动轴(9)远离第一固定块(5)一端的传动轴(10)，移动地安装在驱动轴(8)上的第一杆(11)，安装在第一杆(11)底部且与第一杆(11)交叉、移动地安装在传动轴(10)上的第二杆(12)；
主动轴(7)、驱动轴(8)均位于第一杆(11)上方，从动轴(9)、传动轴(10)均位于第二杆(12)下方；
第一杆(11)两端设有第一搅拌叶(13)，第二杆(12)两端设有第二搅拌叶(14)。
2.如权利要求1所述的一种低氮增碳剂加工工艺，其特征在于，所述第一搅拌叶(13)与第二搅拌叶(14)结构相同；
第一搅拌叶(13)包括安装在第一杆(11)底部的搅拌轴(15)，通过多根固定杆(16)安装在搅拌轴(15)上且与搅拌轴(15)同轴设置的固定环(17)，安装在固定环(17)上端面且围绕固定环(17)中心轴线环形阵列、V形结构的搅拌叶A(18)，安装在固定环(17)下端面且围绕固定环(17)中心轴线环形阵列、与搅拌叶A(18)关于固定环(17)上下对称的搅拌叶B(19)，内圆柱面通过多根支撑杆A(22)安装在搅拌轴(15)上且外圆柱面安装在搅拌叶A(18)上的支撑环A(20)，内圆柱面通过多根支撑杆B(23)安装在搅拌轴(15)上且外圆柱面安装在搅拌叶B(19)上的支撑环B(21)。
3.如权利要求1所述的一种低氮增碳剂加工工艺，其特征在于，所述驱动轴(8)上设有供第一杆(11)穿过的通槽A，通槽A内设有滑槽A；第一杆(11)上安装有与滑槽A相互配合的滑块A，滑块A插入滑槽A内；
所述传动轴(10)上设有供第二杆(12)穿过的通槽B，通槽B内设有滑槽B，第二杆(12)上安装有与 滑槽B相互配合的滑块B，滑块B插入滑槽B内。
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