CN111471829A

CN111471829A - 一种高钙铝合金的制备方法和高钙铝合金

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Publication number: CN111471829A
Application number: CN202010274432.7A
Authority: CN
Inventors: 肖卫学
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2020-07-31

Abstract

本发明实施例提供一种高钙铝合金的制备方法和高钙铝合金，制备方法包括：称取原料并混合均匀形成混合料，所述原料包括废铝灰、氧化钙和碳粉；将所述混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物；将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金。通过上述方法制备的高钙铝合金，能够使得废铝灰得到资源化利用，将高钙铝合金应用于炼钢过程中，能够减少污染，生产现场不易产生烟尘，成渣速度快，提高炼钢效率，对后续的脱硫没有影响，成本低。

Description

一种高钙铝合金的制备方法和高钙铝合金

技术领域

本发明涉及炼钢领域，具体涉及一种高钙铝合金的制备方法和高钙铝合金。

背景技术

现有的炼钢生产工艺中脱氧主要是用铝块及一些低成本的精炼渣或球团，用铝块脱氧时，铝块成本高，在钢水中的收得率低，根据钢厂的应用数据，收得率为50-55％，此外用铝块脱氧增加了钢水的还原气氛，对精炼后期的脱硫影响很大，不利于脱硫，最后在连铸中由于增加了钢水中铝的含量，非常容易产生“套眼”现象，影响连铸节奏，使次品率提高；用精炼渣或球团时，用氧化铝为主要原料的球团，在制造过程中污染大，因颗粒细小加入钢水中会燃烧，在车间中产生大量含氟的有害气体，对生产现场造成烟尘，严重污染环境，导致现场环境条件差，在钢厂使用中成本高，成渣速度慢，炼钢效率不高，浪费大量电能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高钙铝合金的制备方法和高钙铝合金，用以解决现有炼钢技术中脱氧时易产生污染，成渣速度慢，炼钢效率低，对后续脱硫有影响，成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，根据本发明实施例的高钙铝合金的制备方法，包括：

称取原料并混合均匀形成混合料，所述原料包括废铝灰、氧化钙和碳粉；

将所述混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金。

其中，将混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物，包括：

将所述混合料置于1480-1520℃下冶炼得到所述冶炼物。

其中，将所述混合料置于1480-1520℃下冶炼得到所述冶炼物，包括：

将所述混合料在1480-1520℃下冶炼2-3小时得到所述冶炼物。

其中，所述原料包括：

废铝灰60-100重量份；

氧化钙30-60重量份；

碳粉5-10重量份。

其中，所述原料包括：

废铝灰65重量份；

氧化钙30重量份；

碳粉5重量份。

其中，所述原料还包括铁矿粉。

其中，所述高钙铝合金中铝的比重为25-70％，钙的比重为15-35％。

其中，所述高钙铝合金中铝的比重为68％，钙的比重为25％；

或者，所述高钙铝合金中铝的比重为30％，钙的比重为40％。

第二方面，根据本发明实施例的高钙铝合金，利用如上述实施例中所述的制备方法制备。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明实施例的高钙铝合金的制备方法，称取原料并混合均匀形成混合料，所述原料包括废铝灰、氧化钙和碳粉，将所述混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物，将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金。通过上述方法制备的高钙铝合金，能够使得废铝灰得到资源化利用，将高钙铝合金应用于炼钢过程中，能够减少污染，生产现场不易产生烟尘，成渣速度快，提高炼钢效率，对后续的脱硫没有影响，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例的制备方法的一个流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面具体描述根据本发明实施例的高钙铝合金的制备方法。

如图1所示，根据本发明实施例的高钙铝合金的制备方法包括：

步骤S1，称取原料并混合均匀形成混合料，所述原料包括废铝灰、氧化钙和碳粉；

步骤S2，将所述混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物；

步骤S3，将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金。

也就是说，先称取原料并混合均匀形成混合料，可以将原料在混合容器中通过搅拌混合均匀，原料包括废铝灰、氧化钙和碳粉，废铝灰可以为铝在电解中产生的废渣，废铝灰主要含有氧化铝和少量的铝以及少量的杂质；将混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物，冶炼炉可以为电弧炉，向冶炼炉中加入混合料时可以通过密闭管道进行加入，防止出现粉尘污染；将冶炼物冷却，并粉碎得到高钙铝合金，可以先将冶炼炉中冶炼得到的冶炼物从冶炼炉中中放出到料盘中进行冷却，冷却至合适温度后可以通过粉碎机进行粉碎得到高钙铝合金，可以根据实际的需要粉碎成不同大小。通过上述方法制备的高钙铝合金，能够使得废铝灰得到资源化利用，将高钙铝合金应用于炼钢过程中，能够减少污染，生产现场不易产生烟尘，成渣速度快，提高炼钢效率，对后续的脱硫没有影响，成本低。

在本发明的一些实施例中，将混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物，包括：

将混合料置于1480-1520℃下冶炼得到冶炼物。其中，将混合料置于1480-1520℃下冶炼得到冶炼物，包括：将混合料在1480-1520℃下冶炼2-3小时得到冶炼物。也就是说，将混合料置于冶炼炉中冶炼过程中，可以将混合料置于冶炼炉中在1480-1520℃下冶炼2-3小时得到冶炼物，将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金，在高钙铝合金中主要含有Al和Ca₁₂Al₇(12CaO·7Al₂O₃的简式)。在冶炼过程中，发生如下反应过程：

Al₂O₃+CaO+C→Al+Ca₁₂Al₇

在炼钢过程中，Ca₁₂Al₇具有强烈的吸附性及聚合性，能把钢水的杂质及氧化物吸附并聚合上浮，能够净化钢水，减少钢水中的杂质，减少钢水中气体，达到生产优质钢的要求。经过试验新型高铝钙合金在钢水中的收得率为90％以上，远远优于现有铝块的收得率50％，在钢厂使用中能够大幅降成本，比使用铝和钙生产的二次合金成本降低60％-70％，成渣速度快，迅速造白渣，提高炼钢节奏，精炼时间缩短3-5分钟，节约了大量电能，使用中不产生烟尘，大大改善了现场环境条件，完全符合环保要求，资源再利用，一次熔炼合金，工艺简单，还可以解决电解铝厂的废铝灰问题。

在本发明的一些实施例中，所述原料可以包括废铝灰60-100重量份、氧化钙30-60重量份、碳粉5-10重量份，比如，所述原料包括废铝灰65重量份、氧化钙30重量份、碳粉5重量份。在上述配比中获得的高钙铝合金的品质较好。

在本发明的实施例中，所述原料还可以包括铁矿粉，铁矿粉可以为3-8重量份，比如3重量份，铁矿粉中主要有氧化铁和四氧化三铁，能够提高合金在钢水中的沉降性，提高比重。

在本发明的一些实施例中，通过本发明的方法制备的高钙铝合金中铝的比重为25-70％，钙的比重为15-35％，比如，所述高钙铝合金中铝的比重为68％，钙的比重为25％，这种合金适合高脱氧率的钢种；或者，所述高钙铝合金中铝的比重为30％，钙的比重为40％，该合金适合普通脱氧率的钢种，具体的比重可以根据实际的需要在合理范围内选择，以便满足不同的需要。

本发明实施例提供一种高钙铝合金，利用如上述实施例所述的制备方法制备。通过上述方法制备的高钙铝合金，能够使得废铝灰得到资源化利用，将高钙铝合金应用于炼钢过程中，能够减少污染，生产现场不易产生烟尘，成渣速度快，提高炼钢效率，对后续的脱硫没有影响，成本低。其中，所述高钙铝合金中铝的比重为25-70％，钙的比重为15-35％，比如，比如，高钙铝合金中铝的比重为68％，钙的比重为25％，这种合金适合高脱氧率的钢种；或者，所述高钙铝合金中铝的比重为30％，钙的比重为40％，该合金适合普通脱氧率的钢种，具体的比重可以根据实际的需要在合理范围内选择，以便满足不同的需要。

下面结合一些具体的实施例来对本发明的制备方法进一步说明。

实施例1

称取原料并混合均匀形成混合料，原料包括废铝灰60重量份、氧化钙45重量份和碳粉10重量份；

将所述混合料置于电弧炉中，混合料在1480℃下冶炼2.5小时得到冶炼物；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金，铝的比重为40％，钙的比重为20％。

实施例2

称取原料并混合均匀形成混合料，原料包括废铝灰80重量份、氧化钙30重量份和碳粉5重量份；

将所述混合料置于电弧炉中，混合料在1520℃下冶炼2小时得到冶炼物；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金，铝的比重为60％，钙的比重为25％。

实施例3

称取原料并混合均匀形成混合料，原料包括废铝灰100重量份、氧化钙60重量份和碳粉8重量份；

将所述混合料置于电弧炉中，混合料在1500℃下冶炼3小时得到冶炼物；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金，铝的比重为65％，钙的比重为26％。

实施例4

称取原料并混合均匀形成混合料，原料包括废铝灰65重量份、氧化钙30重量份和碳粉5重量份；

将所述混合料置于电弧炉中，混合料在1480℃下冶炼2小时得到冶炼物；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金，铝的比重为70％，钙的比重为14％。

实施例5

称取原料并混合均匀形成混合料，原料包括废铝灰65重量份、氧化钙30重量份和碳粉5重量份，铁矿粉为3重量份；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金，铝的比重为71％，钙的比重为14％。

实施例6

称取原料并混合均匀形成混合料，原料包括废铝灰75重量份、氧化钙30重量份和碳粉5重量份，铁矿粉为8重量份；

将所述混合料置于电弧炉中，混合料在1500℃下冶炼2.5小时得到冶炼物；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金，铝的比重为64％，钙的比重为22％。

将本发明的高钙铝合金应用于炼钢中，并与现有炼钢工艺进行比较，现有工艺采用的合金是铝合金，分别从脱氧、脱硫及渣样分析三个方面说明：

1、脱氧率及成本

本发明的高钙铝合金与现有炼钢工艺在炼钢中的终点氧和成本如下表1

表1

从表1中数据可知，高钙铝合金与现有炼钢工艺在炼钢中的终点氧都是0，但成本大不一样，高钙铝合金的成本较低，精炼时间短，使用量较少。

2、脱硫率

本发明的高钙铝合金与现有炼钢工艺在炼钢中的脱硫率如下表2

表2

从上表2可知，使用本发明的高钙铝合金对钢水脱硫效果很好，比使用原工艺脱硫率提高10-20％，大大提高了脱硫率，减少了钢水当中的杂质，精炼时间短，使用量较少。

3、渣样分析

本发明的高钙铝合金与现有炼钢工艺在炼钢中的渣样如下表3

表3

从上表3中的渣样成分看，渣样中Al₂O₃含量比现有产品提高2％-5％百分点，说明成渣效果很好，这是和现有工艺中的合金产品用量一样的情况，单位成本低，可以增加用量，效果会更好。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高钙铝合金的制备方法，其特征在于，包括：

将所述混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物；

将所述冶炼物冷却并粉碎得到高钙铝合金。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将混合料置于冶炼炉中冶炼得到冶炼物，包括：

将所述混合料置于1480-1520℃下冶炼得到所述冶炼物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将所述混合料置于1480-1520℃下冶炼得到所述冶炼物，包括：

将所述混合料在1480-1520℃下冶炼2-3小时得到所述冶炼物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括：

废铝灰60-100重量份；

氧化钙30-60重量份；

碳粉5-10重量份。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括：

废铝灰65重量份；

氧化钙30重量份；

碳粉5重量份。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括铁矿粉。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高钙铝合金中铝的比重为25-70％，钙的比重为15-35％。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述高钙铝合金中铝的比重为68％，钙的比重为25％；

或者，所述高钙铝合金中铝的比重为30％，钙的比重为40％。

9.一种高钙铝合金，其特征在于，利用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备。

10.根据权利要求9所述的高钙铝合金，所述高钙铝合金中铝的比重为25-70％，钙的比重为15-35％。