CN1244705C - 多功能钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂，包括以下步骤；(1)取原料重量份数为：比重大于1的微珠50～80%，辅料20～50%；(2)将微珠与辅料材料混合均匀，入球磨机混磨，保持研磨温度在150～200℃混磨成粒径在0.1μm～250μm，含水率小于1%的材料，防潮包装。本发明的优点在于：1.本发明微珠来源各地均有的固体废弃物粉煤灰中分离提取的比重大于1的微珠，材料易得、廉价实现资源再利用。完全可以替代昂贵的金属类细化剂，且使用其作为原料可享受国家减免税收待遇。2、发明制备工艺简单，无需复杂的工艺设备和工艺过程。3、本发明生产成本低，无污染，完全可以工业化生产。4、用本发明生产的用于钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂，适用领域广，施用量小、效果好，稳定提高钢铁质量。
Description
技术领域：
本发明涉及一种钢铁工业中使用的阻氧覆盖剂，尤其是一种多功能钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂。
背景技术：
随着我国成为世贸组织成员国，各行各业都将加入到全球商业竞争中去，迫使企业从新材料、新技术上寻找出路，提高产量质量，降低成本，提高竞争力，保住现有的市场份额和争取新的市场空间。我国1.2亿吨/年钢铁产量，是国家的支柱产业，钢铁的质量直接与其价格和利润相关。晶粒细化和阻氧覆盖是提高钢铁产品韧性必须的工艺过程。目前，炼铁、铸铁、炼钢、钢铁重熔、钢铁产品的制造中用于晶粒细化、阻氧覆盖和助熔都是各施其物，分步进行，成本高居不下。公开号1372010的中国发明申请案提供一种用于金属铸造行业浇铸包中熔化金属保温所用的覆盖剂，其特征是由空心微珠(漂珠)与谷壳灰混合加工而成，具有保温效果好，集渣性能强，且不粘包的特点。配方中使用的为漂珠、膨胀珍珠岩，保温方面与本发明有类同之处，但无晶粒细化等功能。
公开号1372012的中国发明申请案提供一种用于金属铸造行业浇注包中熔化金属保温所用的覆盖剂，其特征是由空心微珠(漂珠)与谷壳灰混合加工而成，具有保温效果好，集渣性能强，且不粘包的特点。配方中使用的为漂珠，保温方面与本发明有类同之处，但无晶粒细化等功能。
公开号1396960的中国发明申请案提供一种用于钢的晶粒细化方法。将一种具有Fexy成分的晶粒细化合金加入到钢水之中，加入量为钢水重量的0.01％至5％之间。配方是以Fe为主的载体。其它xy元素辅之合成合金。添加量与本发明近似，但非一剂多用。
公开号1363691的中国发明申请案公开了一种不锈钢精炼剂，其成分及重量配比为：RE10～35％、Ba10～30％、Mg0.4～6％、Si10～30％、V5～24％、Mn4～16％、Ti4～20％余量为铁。将其制成颗粒状用于不锈钢时具有晶粒细化、稳定奥氏体提高力学性能，降低生产成本。配方中含有微量成分与本发明有类同之处，但仅用于不锈钢，而非本发明通用于炼钢炼铁晶粒细化阻氧覆盖。
发明内容：
本发明的目的是提供一种生产成本低，无污染，适用领域广，施用量小、效果好，钢铁质量高的多功能钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂。
以粉煤灰中分离提取比重大于1的微珠为主，与铁、镁硅酸盐、铝硅酸盐、卤素类化合物、碱土金属、钙镁固熔体、碳酸复盐、偏硅酸盐材料，经物理、化学复合方法制成完全可以替代金属类晶粒细化剂和碳化稻壳阻氧覆盖剂用作钢铁晶粒细化阻氧覆盖兼助熔的新型多功能钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂。
本发明的技术方案是：
以粉煤灰微珠为主，与铁、镁硅酸盐，铝硅酸盐，卤素类化合物，碱土金属，钙铁固溶体，碳酸复盐，偏硅酸盐材料复合，制成多功能晶粒细化阻氧覆盖兼及助熔剂，完全替代昂贵金属类晶粒细化剂和碳化稻壳阻氧覆盖剂在钢铁生产中施加量小，成本低，一次投料替代多次加料，减轻员工劳动强度，改变工作环境，提高钢铁质量，实现资源再利用。
本发明由0.1μm～250μm粒径的颗粒组成，含有活性高的Ca、Si、Al、Ti、Fe、Mg、Mn、Cr、Mo、Ni、Zr、Sc、Sr、Eu、Ta、Y、Yb、S、C、N、F等四十余种元素的多种氧化物、硫化物、氮化物、氟化物等，含量在0.0001％至70％之间。它们进入钢铁熔液中，形成成分理想且弥散细小的氧硫化物颗粒，能够迅速参与凝固，降低、抑制晶粒长大速度，与钢铁成分反应，促进择优成核，强化核心，而提高相变形核率，生成细长晶须和细小晶粒，使晶粒粒径在5μm以内，达到晶粒细化的明显效果，提高金属材料的强度和塑性，部分类熔融状浮于液面形成阻氧覆盖层。
以比重大于1的微珠为主要原料，与水云母、长石、氟石，斑脱石、赤泥、白云石、硅灰石混合，在混合中产生物理化学转化结合，筛析至0.1μm～250μm，含水率小于1％，即得晶粒细化阻氧覆盖剂。其工艺方法如下：
a.取原料重量份数为：微珠50～80％，辅料20～50％，辅料配比为水云母1％～30％，长石1％～10％，氟石1％～10％，斑脱石1％～10％，赤泥1％～10％，白云石1％～10％，硅灰石1％～10％。
b.将微珠与辅料混合均匀，入球磨机混磨，保持研磨温度在150～200℃，筛析测粒径级配，水分防潮包装。
将比重大于1的微珠与其它材料复合成具有晶粒细化阻氧覆盖兼及助熔多功能剂直接投入铁水、钢水中，既可一步完成晶粒细化、阻氧覆盖及助熔功能。加入量仅为钢铁重量的0.5％～5％，成本低廉。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明微珠来源各地均有的固体废弃物粉煤灰中分离提取的比重大于1的微珠，材料易得、廉价实现资源再利用。完全可以替代昂贵的金属类细化剂，且使用其作为原料可享受国家减免税收待遇。
2.本发明制备工艺简单，无需复杂的工艺设备和工艺过程。
3.本发明生产成本低，无污染，完全可以工业化生产。
4.用本发明生产的用于钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂，适用领域广，施用量小、效果好，稳定提高钢铁质量。
5.本发明用于钢铁生产中一次投料替代多次加料，减轻员工劳动强度，改善工作环境。
具体实施方式：
1.分离提取粉煤灰中比重大于1，颗粒粒径0.1μm～250μm的微珠，处理后含水率小于1％。
2.与铁、镁铝硅酸盐类(如水云母)化合复配成材料①
3.与铝硅酸盐类(如长石)化合复配成材料②
4.与卤素化合物(如氟石)化合复配成材料③
5.与碱土金属(如斑脱石)化合复配成材料④
6.与钙、铁固溶体(如赤泥)化合复配成材料⑤
7.与碳酸复合盐(如白云石)化合复配成材料⑥
8.与偏硅酸盐(如硅灰石)化合复配成材料⑦
9.将①～⑦混合入球磨机混磨成粒径范围在0.1μm～250μm的材料，即得到可应用于钢铁工业的具有多功能的晶粒细化阻氧覆盖剂。
根据钢铁品种、结晶温度、压力、一次结晶、二次结晶、实际结晶、过冷度等条件和生产工艺、浇注方法、化学成分、用途的不同，配合比有所差别。本发明新型多功能钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂几乎可以用于所有共析钢、亚共析钢和过共析钢；根据冶炼方法的不同可用于转炉钢、平炉钢和电炉钢；根据钢液的浇注方法的不同可用于沸腾钢、镇静钢和半镇静钢；根据化学成分的不同主要用于占钢总产量90％左右的碳素钢和合金钢以及铸铁、合金生铁、球磨铸铁、球光体铸钢、铁素体铸钢、马氏体铸钢、奥氏体铸钢、重熔钢；根据炉衬材料的不同可用于酸性电炉钢和碱性电炉钢。
实施例：
表1河南丰源实业股份有限公司的粉煤灰微珠化学组成
| 材料名称 | 化学成分％ | ||||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | R2O | loss | ∑ | |
| 粗灰微珠 | 63.58 | 24.32 | 5.04 | 2.94 | 0.90 | 0.08 | 1.20 | 1.64 | 99.70 |
| 细灰微珠 | 59.14 | 27.25 | 3.87 | 2.92 | 0.94 | 0.96 | 1.40 | 2.07 | 99.45 |
以河南丰源实业股份有限公司粉煤灰中分离提取比重大于1的微珠(成份如表1)50％～80％，配以铁、镁铝硅酸盐(如水云母)1％～30％，碳酸复合盐化合物(如白云石)1％～10％，铝硅酸盐(如长石)1％～10％，偏硅酸盐(如硅灰石)1％～10％，卤素化合物(如氟石)1％～10％，碱土金属(如斑脱石)1％～10％，钙、铁固熔体(如赤泥)1％～10％，分别与微珠在100℃左右化合后混合均匀入球磨机混磨，筛析＜250μm，水分小于1％，即得成品，试验后显示晶粒细化效果优于现用的Ti、Cr、Ni类金属晶粒细化剂使钢铁晶粒更细，晶须长，且耐磨抗腐蚀性和韧性均优于金属类晶粒细化剂，具有微珠光体，高强高韧的特点，阻氧覆盖效果达90％，高于现在常用的碳化稻壳阻氧覆盖剂的效果(约为70％)。
Claims (1)
1、一种多功能钢铁晶粒细化阻氧覆盖剂，其特征是：包括以下步骤；
(1)取原料重量份数为：比重大于1的微珠50～80％，辅料20～50％；辅料配比为水云母1％～30％，长石1％～10％，氟石1％～10％，斑脱石1％～10％，赤泥1％～10％，白云石1％～10％，硅灰石1％～10％。
(2)将微珠与辅料材料混合均匀，入球磨机混磨，保持研磨温度在150～200℃混磨成粒径在0.1μm～250μm，含水率小于1％的材料，防潮包装。
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