CN1667131B - 改良的复合铝球及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于对炼钢出钢、精炼用的铝脱氧剂的改进，其特征是由10-60％的铝粉和/或铝粒与90-40％的石灰粉混合无粘合剂压力成型，所述压力成型较好是在封闭系统中进行。所得复合铝球脱氧剂，铝的综合利用率可接近100％，不仅不会造成对钢液的任何附加污染，对钢包衬耐火材料也无损害，而且石灰不水化、不降低反应性能，可以确保活性石灰功能及效果，除杂能力强，可使脱氧产物得到有效脱除，炉渣中低熔点钙铝酸盐含量明显提高5.0-9.0％。机械压力成型，工艺简单，生产效率高，可较造球工艺生产率提高3-6倍。

Description

改良的复合铝球及制备方法

技术领域

本发明是关于对炼钢出钢、精炼用的铝脱氧剂的改进，尤其涉及一种适合优特钢脱氧用，对钢水无污染，铝利用率高，脱氧效果好，脱氧产物能得到变形和变性的铝脱氧剂。

背景技术

炼钢出钢和精炼时都要用到脱氧剂，以将钢液中的氧含量降到尽可能低的水平，再辅以其它工艺获得优质钢液。现有钢液脱氧剂品种较多，有Si、Mn、Ca、Ba、Al等，其中铝因具有脱氧能力强，脱氧速度快，并能细化晶粒调整奥氏体晶体生长，提高钢的塑性和韧性等特点，一直在炼钢中得到广泛应用。然而铝脱氧剂通常存在：熔点较低(约660℃)、比重轻，特别易氧化烧损、熔解，使得铝脱氧收得率低，有效利用率低等问题；其次，铝使钢水脱氧会生成Al₂O₃显微夹杂或超显微夹杂脱氧产物，其熔点高达2030℃，在钢中呈多凌角状分布，是钢水中最难上浮的非金属夹杂物之一，不易从钢液中排除，并且在轧制时又不易变形，进而影响钢材质量和机械性能，是影响优特钢质量的主要原因之一；另外在钢水连铸时，Al₂O₃夹杂易粘结在连铸中间包水口周围，导致水口直径变小，严重时堵塞水口造成浇注事故。

为此人们提出采用铝与其它脱氧元素(如：Si、Ca、Ba等)的合金脱氧剂代替纯铝，例如铝铁合金、铝锰铁、硅铝铁、稀土铝锰合金、硅铝铁钙铁合金、铝锰硅合金、铝钡铁合金等等；或采用将钢筋小段或小块钢件浇铸在铝锭中间构成钢芯铝，这些均已为众多专利所披露。但它们一个共同缺点是：不仅需通过熔炼工艺使其共熔在一起，而且因它们比重均仍比钢液轻，实际并没有真正解决比重轻浮在钢液表面烧损问题，实验室的水模型试验可清楚证明这一点，因此仍然存在收得率和脱氧效果低，脱氧产物难以上浮问题。

中国专利CN1173046C公开了一种铝造渣脱氧球，是由铝41-50％、莹石20-27％、石灰13-20％、膨润土6-12％、淀粉5-10、纤维素1-55、结合剂1-5％造球。虽然提高了铝粉在钢液中均匀分布，增加了铝与钢液中氧反应面积，使铝利用充分，同时可使形成的夹杂物同铝造渣脱氧球上浮到钢水表面。其不足是：(1)因含有较高比例的膨润土，会导致精炼渣碱度降低，影响精炼效果；(2)含有高达20％以上的莹石，会严重侵蚀钢包包衬耐火材料；(3)淀粉、纤维素等有机物，加入钢液后将增加钢材白点缺陷几率，尤其对优特钢冶炼钢更是有害的。

中国专利CN1394968A公开了一种用于镇静钢的复合脱氧剂，由40-70％活性石灰、30-60％铝，采用水玻璃或波特兰水泥粘合剂制成球团。此外还可添加5-15％选自莹石、硅石、食盐一种或几种物质，5-10％选自硅、锰、钡、镁、钙及其合金中一种或几种脱氧物质，以使形成的脱氧产物熔点进一步下降，从而使铝脱氧产物Al₂O₃与其中的活性氧化钙反应生成低熔点复合氧化物CaO-Al₂O₃，从钢液中上浮到渣中，防止铝脱氧产物Al₂O₃聚集在钢水包水口处，造成堵塞水口事故。然而此产品成球仍需采用水玻璃或波特兰水泥粘合剂，以及加入食盐、莹石等，这些物质因含结晶水、自由水、及钠、氟等元素，粘结剂中水的存在及造球型，容易造成活性石灰的水化，造成活性石灰的部分或全部失效，丧失功能，不利于保持优特钢的质量；并且现有技术也表明钠、氟等元素存在对优特钢质量和钢包包衬是非常有害的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种不含任何添加剂和粘结剂，不会对钢水造成任何附加污染的复合铝球。

本发明的另一目的在于提供一种能有效保证活性石灰使用效果的上述复合铝球的制备方法。

本发明目的实现，主要是将铝粉和/或铝粒与石灰(CaO)粉(颗粒)不用粘结剂而通过机械压合成块，从而避免了使用粘结剂造成对钢液的污染和对活性石灰的水化，有效改善和优化铝脱氧效果，提高了铝的综合利用率，同时能实现铝脱氧产物的全部变形和变性，形成低熔点化合物顺利上浮，洁净钢水。具体说，本发明复合铝球，其特征于由10-60％的铝粉和/或铝粒与90-40％的石灰粉混合无粘合剂压力成型。

本发明中，铝粉和/或铝粒，可以单独使用，也可以混合使用，其与石灰粉较优比例为铝粉和/或铝粒35-45％：石灰粉65-55％。

本发明所说铝粉和/或铝粒可以是纯铝，也可以是低品位铝，或铝与其它脱氧元素(例如Si、Ca、Ba等)的单一或混合物。所述铝粉、铝粒、石灰粉其粒度大小无特别要求，可以采用市售商品粉状或颗粒状各种规格。所述压力成型复合球体，可以是各种立体形状，例如但不限于球状或偏球状；其大小根据用户要求而定，其中以1.5-3.0mm×3.0-6.0mm的偏球状为好，此形状有利于通过皮带运输机输送至高位料仓。

本发明第二目的实现，其特征在于将配比铝粉和/或铝粒与石灰粉，在封闭系统中混合、经25-40Mpa压力成型。其中较合适的成型压力为25-30Mpa。

本发明所述压力成型可以是模压成型，也可以采用其他压力成型方式。

本发明由于采用铝粉和/或铝粒与石灰粉混合、不采用任何粘结剂和添加剂，无粘合剂压力制成复合铝球，不仅不会造成对钢水的任何附加污染，有利于提高优特钢的质量，同时对钢包衬耐火材料无损害；而且铝粉(粒)由石灰包覆，与钢水混冲过程中分布均匀，可使钢水得到充分均匀脱氧，并且铝的反应活性和速度得到了适当控制，相当于对铝进行了钝化处理，有效抑制了铝的挥发和气化，使整个出钢过程都能有效地脱氧，大大提高了铝的综合利用率，铝的综合利用率可接近100％，脱氧效果好，实验表明用同等铝含量的本发明脱氧剂与铝饼脱氧剂，脱氧后钢液中氧含量平均低1.6ppm。其次，组成原料中无水份，辅以在封闭系统中压力成型，不会造成活性石灰的水化及降低活性石灰的反应性能，可以确保活性石灰功能及效果，因此随着复合体的分解、熔化，钢水中存在大量(CaO)悬浮富聚区，可迅速与脱氧产物Al₂O₃反应生成低熔点钙铝酸盐(7Al₂O₃.12CaO)，并顺利上浮，可使脱氧产物得到有效脱除，经矿相分析，炉渣中低熔点钙铝酸盐含量明显高5.0-9.0％，水口不结瘤，内径增厚很少。并且富聚的(CaO)和生成的低熔点钙铝酸盐，也能参与脱硫反应，从而使复合铝球中所有成份均充分得到有效利用。再就是，机械压力成型，工艺简单，生产效率高，可较造球工艺生产率提高3-6倍。

以下结合几个具体实施方式，进一步说明本发明。

具体实施方式

实施例1：将粒度200目，铝含量为99％的铝粉与氧化钙含量为92％，粒度为100目的活性石灰按40∶60的比例，投入封闭系统充份混均匀，经25-30Mpa压力压成2.5mm×5.0mm的偏球体。

实施例2：将粒度小于1mm，铝含量90％的铝粒与氧化钙含量为92％，粒度为200目的活性石灰，按50∶50的比例，在封闭系统中充份混合均匀，压成∮15mm的球形产品。

实施例3：99％铝粉40％，98％硅钙粉10％，先充分混合，再与200目的活性石灰50％，在封闭系统中充份混合均匀压制成型。

实施例4：如前述，99％铝粉15％，200目活性石灰85％。

为描述方便，本发明所说钢水、钢液为同义语；活性石灰、石灰；粘合剂、粘结剂为同义语。

Claims (5)

1.一种复合铝球，其特征于由10-60％的铝粉和/或铝粒与90-40％的石灰粉混合无粘合剂压力成型。

2.根据权利要求1所述复合铝球，其特征于铝粉和/或铝粒35-45％，石灰粉65-55％。

3.根据权利要求1或2所述复合铝球，其特征于所说复合铝球呈1.5-3.0mm×3.0-6.0mm的偏球体。

4.一种由权利要求1-3之一所述复合铝球的制备方法，其特征是将配比铝粉和/或铝粒与石灰粉，在封闭系统中混合、经25-40Mpa压力成型。

5.根据权利要求4所述复合铝球的制备方法，其特征在于成型压为25-30Mpa。