CN113136477A - 一种不锈钢用钢液净化剂及其制备和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢用钢液净化剂及其制备和应用方法，包括以下质量份数的原料：氧化铁15～40份、氧化钙10～22份、碳化硅粉10～18份、二氧化钛3～9份、木质素15～30份、石墨烯0～5份、单宁酸钠0～5份、黏合剂5～10份。本发明净化剂能具有较强的脱氧能力，高效去除硫、磷等杂质，改善钢中非金属夹杂物的结构和钢水流动性，有效净化钢水，显著提高钢水质量。此外，该净化剂即使在在钢水氧化性高、钢渣氧化性强、出钢带渣的情况下，也能取得良好的脱氧、脱硫、吸附钢中夹杂物的效果；不增碳、不结硅、不回硫，价格较低，投放使用方便，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种不锈钢用钢液净化剂及其制备和应用方法，属于不锈钢冶炼技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展，各行各业对应用钢材质量的要求也越来越高。因此，采用各种切实有效的精炼技术，以提高钢水的质量，进一步提高钢水洁净度各项指标，成为冶金技术人员关注的焦点。在众多钢水精炼技术中，钢水净化剂以使用简便、应用成本低廉、效果显著且稳定而倍受关注。在现有技术中，较典型的和常用精炼渣系为铝酸钙渣系。该渣系具有熔点低、硫容量大、夹杂物吸附能力强的优点。但我国炼钢生产中，都不同程度地存在钢水氧活度高、钢渣氧化性强、以及出钢带渣等问题，这对常规铝酸钙渣系的脱氧、脱硫以及吸附夹杂物的能力都带来很大的负面影响，特别是带高氧化性渣，负面影响更大，进而表现为常规铝钙渣系精炼渣不能脱氧、脱硫，吸附夹杂物效果差。
目前，关于钢液净化剂的，现有技术中专利201910661308.3公开了一种铸钢轧辊用钢液净化剂，包括以下质量百分比的组分：3～45wt％的氧化钙、15～30％wt的碳化硅、10～15％wt的氧化铁、5～10wt％的氧化镁、8～15wt％的钇基稀土合金，该铸钢轧辊用钢液净化剂应用在铸钢轧辊中熔炼浇注过程的钢液中，可以显著降低钢水中的氧氢以及夹杂物含量，改善轧辊的冶金质量，减少轧辊辊面夹渣以及辊颈缩松缩孔等质量缺陷；专利2017103896700公开了一种采用钢液净化剂精炼钢液的方法，净化剂包括有效组分和黏合组分，有效组分和黏合组分的质量比为(5～10)：1；有效组分包括金属铝、石灰粉、碳化硅粉、二氧化钛和木质素，该净化剂可以促进钢中夹杂物脱除，经过本净化剂处理后的钢液中残存夹杂物尺寸较小、分布均匀，残存的夹杂物基本均经过变性处理，不会对钢铁制品性能产生影响；专利202010263045.3公开了一种制备钢液净化剂的方法，先采用重熔法或冲熔法熔炼铝基碱土金属合金液，再将铝基碱土金属合金液制成合金条，最后将合金条切割成合金块，本发明的积极效果是，出炉时间短，易切割成型，火耗低显著降低合金的生产成本，便于在炼钢大生产中应用和推广。比较现有技术可以发现，目前钢液净化液的主要成分仍以铝饼、铝块、硅铝钡合金等为主，关于钢水高效复合净化剂的研究相对较少，成为制约我国清洁化冶金工业发展的瓶颈因素。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种不锈钢用钢液净化剂及其制备和应用方法，该净化剂能具有较强的脱氧能力，高效去除硫、磷等杂质，改善钢中非金属夹杂物的结构和钢水流动性，有效净化钢水，显著提高钢水质量。此外，该净化剂即使在在钢水氧化性高、钢渣氧化性强、出钢带渣的情况下，也能取得良好的脱氧、脱硫、吸附钢中夹杂物的效果。
本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：
一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁15～40份、氧化钙10～22份、碳化硅粉10～18份、二氧化钛3～9份、木质素15～30份、石墨烯0～5份、单宁酸钠0～5份、黏合剂5～10份。
优选的，一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁24～32份、氧化钙15～20份、碳化硅粉10～14份、二氧化钛4～7份、木质素20～25份、石墨烯3～5份、单宁酸钠2～3份、黏合剂7～9份。
最优的，一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁29份、氧化钙18份、碳化硅粉13份、二氧化钛6份、木质素24份、石墨烯4份、单宁酸钠2份、黏合剂8份。
优选的，上述原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm。
优选的，上述黏合剂为变性淀粉、海藻酸钠、高岭土、凹凸棒、黄原胶、谷朊粉、酚醛树脂中的一种或几种的混合物。
优选的，上述黏合剂为海藻酸钠和酚醛树脂的混合物，其质量比为2:3。
所述不锈钢用钢液净化剂为颗粒状，颗粒直径为5～10mm。
本发明还提供了一种不锈钢用钢液净化剂的制备方法，具体制备方法为将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂。
本发明还提供了一种不锈钢用钢液净化剂的应用方法，出钢前将所述不锈钢用钢液净化剂按1～3kg/t钢水投入钢包底部。
本发明提供一种不锈钢用钢液净化剂及其制备和应用方法，与现有技术相比，具有以下显著优势：
（1）本发明净化剂能具有较强的脱氧能力，高效去除硫、磷等杂质，改善钢中非金属夹杂物的结构和钢水流动性，有效净化钢水，显著提高钢水质量。此外，该净化剂即使在在钢水氧化性高、钢渣氧化性强、出钢带渣的情况下，也能取得良好的脱氧、脱硫、吸附钢中夹杂物的效果；
（2）本发明净化剂在各组分的共同作用下，能够显著降低钢液中的氧化性，有效促进钢液中夹杂物脱除和夹杂物改性，高熔点夹杂物能够向低熔点夹杂物转变，有利于夹杂物的去除，避免了夹杂物对不锈钢产品性能产生影响，提高了钢液的质量；实验结果表明在本发明组分间具有显著的协同增效作用；
（3）本发明产品为高效复合净化剂，不增碳、不结硅、不回硫，有利于提升钢铁冶炼的清洁化水平；
（4）本发明产品可替代铝饼、铝块、硅铝钡合金，且价格较低，吨钢可降低钢水成本，且投放使用方便，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁29份、氧化钙18份、碳化硅粉13份、二氧化钛6份、木质素24份、石墨烯4份、单宁酸钠2份、黏合剂8份；所述黏合剂为海藻酸钠和酚醛树脂的混合物，其质量比为2:3；所述原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm；
所述不锈钢用钢液净化剂的制备方法为：将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂，颗粒直径为5～10mm。
实施例2
一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁29份、氧化钙18份、碳化硅粉13份、二氧化钛6份、木质素24份、石墨烯4份、单宁酸钠2份、黏合剂8份；所述黏合剂为海藻酸钠；所述原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm；
所述不锈钢用钢液净化剂的制备方法为：将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂，颗粒直径为5～10mm。
实施例3
一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁29份、氧化钙18份、碳化硅粉13份、二氧化钛6份、木质素24份、石墨烯4份、单宁酸钠2份、黏合剂8份；所述黏合剂为酚醛树脂；所述原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm；
所述不锈钢用钢液净化剂的制备方法为：将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂，颗粒直径为5～10mm。
实施例4
一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁29份、氧化钙18份、碳化硅粉13份、二氧化钛6份、木质素24份、石墨烯4份、黏合剂8份；所述黏合剂为海藻酸钠和酚醛树脂的混合物，其质量比为2:3；所述原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm；
所述不锈钢用钢液净化剂的制备方法为：将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂，颗粒直径为5～10mm。
实施例5
一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁32份、氧化钙15份、碳化硅粉14份、二氧化钛4份、木质素25份、石墨烯3份、单宁酸钠3份、黏合剂7份；所述黏合剂为海藻酸钠和酚醛树脂的混合物，其质量比为2:3；所述原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm；
所述不锈钢用钢液净化剂的制备方法为：将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂，颗粒直径为5～10mm。
实施例6
一种不锈钢用钢液净化剂，包括以下质量份数的原料：氧化铁24份、氧化钙20份、碳化硅粉10份、二氧化钛7份、木质素20份、石墨烯5份、单宁酸钠2份、黏合剂9份；所述黏合剂为海藻酸钠和酚醛树脂的混合物，其质量比为2:3；所述原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm；
所述不锈钢用钢液净化剂的制备方法为：将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂，颗粒直径为5～10mm。
实施例7 测定加入净化剂后钢液中的全氧含量/ppm
| 组别 | 净化剂组分 | 钢液全氧含量/ppm |
| 试验1组 | 未添加净化剂 | 39.47 |
| 试验2组 | 加入1kg/t量的实施例1所述净化剂 | 21.71 |
| 试验3组 | 加入1kg/t量的实施例2所述净化剂 | 29.46 |
| 试验4组 | 加入1kg/t量的实施例3所述净化剂 | 33.05 |
| 试验5组 | 加入1kg/t量的实施例4所述净化剂 | 27.92 |
| 试验6组 | 加入1kg/t量的实施例5所述净化剂 | 29.21 |
| 试验7组 | 加入1kg/t量的实施例6所述净化剂 | 28.38 |
| 试验8组 | 加入1kg/t量的专利CN107130084实施例4所述净化剂 | 20.97 |
| 试验9组 | 加入1kg/t量的专利CN107130084实施例4（不含金属铝）所述净化剂 | 36.09 |
| 试验10组 | 加入1kg/t量的实施例1（不含黏合剂）所述净化剂 | 35.24 |
上述实验结果表明，本发明钢液净化剂能够显著降低钢液中的全氧含量，有效促进钢液中夹杂物脱除和夹杂物改性，高熔点夹杂物能够向低熔点夹杂物转变，有利于夹杂物的去除，避免了夹杂物对不锈钢产品性能产生影响，提高了钢液的质量。此外，实验结果还表明原料组成及配伍比例对产品的除氧效果具有显著的影响。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于包括以下质量份数的原料：氧化铁15～40份、氧化钙10～22份、碳化硅粉10～18份、二氧化钛3～9份、木质素15～30份、石墨烯0～5份、单宁酸钠0～5份、黏合剂5～10份。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述钢液净化剂包括以下质量份数的原料：氧化铁24～32份、氧化钙15～20份、碳化硅粉10～14份、二氧化钛4～7份、木质素20～25份、石墨烯3～5份、单宁酸钠2～3份、黏合剂7～9份。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述钢液净化剂包括以下质量份数的原料：氧化铁29份、氧化钙18份、碳化硅粉13份、二氧化钛6份、木质素24份、石墨烯4份、单宁酸钠2份、黏合剂8份。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述钢液净化剂原料中的各组分均为粉末，且粒度≤0.1mm。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述黏合剂为变性淀粉、海藻酸钠、高岭土、凹凸棒、黄原胶、谷朊粉、酚醛树脂中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述黏合剂为海藻酸钠和酚醛树脂的混合物，其质量比为2:3。
7.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述不锈钢用钢液净化剂为颗粒状，颗粒直径为5～10mm。
8.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述钢液净化剂具体制备方法为：将钢液净化剂的原料组分通过圆盘造粒机粘合形成颗粒状的净化剂。
9.根据权利要求1所述的一种不锈钢用钢液净化剂，其特征在于所述钢液净化剂的应用方法为：出钢前将所述不锈钢用钢液净化剂按1～3kg/t钢水投入钢包底部。
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