CN209397238U - 一种新型钢水净化剂 - Google Patents

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刘欣隆
孙树森
聂爱军
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Abstract

本实用新型公开了一种新型钢水净化剂，其特征在于，包括若干层钢质外壳、若干层铝酸钙以及金属钙芯；金属钙芯为新型钢水净化剂核心；在金属钙芯包覆一层铝酸钙；在铝酸钙的外包覆钢质外壳；钢质外壳与铝酸钙交替包覆；本实用新型的技术效果在于，采用复合型的结构，将金属钙芯置于铝酸钙中间，由钢质外壳进行保护，在加入到钢水中后，钢质外壳可减缓新型钢水净化剂的熔化过程，保证钢水净化剂进入到钢液深入。本新型钢水净化剂不仅具备强还原能力，对钢水进行强脱氧的同时，还能够对钢水起到夹杂物改性的作用，与同类脱氧剂相比，钢水中Al2O3含量明显降低，总氧含量低，夹杂物含量减少，钢水流动性明显改善，无水口结瘤现象发生。

Description

一种新型钢水净化剂
技术领域
本实用新型涉及涉及钢铁精炼技术领域，尤其涉及一种冶炼高品质钢材用的新型钢水净化剂。
背景技术
金属铝作为一种深脱氧剂已在转炉或电炉冶炼出钢过程中普遍使用，其良好的脱氧性能已得到大家的认同，目前所用铝脱氧剂有金属铝锭、铝铁等，但其脱氧后产生的Al2O3固体夹杂物会大量存在于钢水中，不易上浮，若在此后的冶炼工艺中不将其去除，不但会造成连铸时水口结瘤，而且会降低成品钢的机械性能和机加工性能。为了消除钢水中Al2O3夹杂物造成的缺陷，近年来在钢水连铸前在钢包中喂入CaSi包芯线或钙线，使钢水中Al2O3固体夹杂物在金属钙的作用下变成12CaO·7Al2O3液相上浮到顶渣中，或使Al2O3不规则夹杂物变性为球状夹杂物。但是钙线利用率低且成本高，CaSi合金线同样成本高昂而且会造成钢水增Si。
金属钙脱氧能力强且对降低钢中Al2O3夹杂物有明显的效果，但由于金属钙化学活性强，易氧化，所以存在易氧化、易粉化、储存时间短的缺点。如专利申请号20071001212.7名称为“一种用于炼钢脱氧的高钙无硅铝钙铁合金及制造方法”专利介绍，采用感应炉先将金属铝和金属铁熔化成铝铁合金液，再将金属钙压入金属液中熔化，由于金属液温度很高，金属钙的相当部分变成钙蒸汽挥发掉，金属钙的收得率低，制造成本高，且该方法生产出的产品易与大气中的氧、水分反应而粉化。
铝酸钙(即12CaO·7Al2O3)是一种熔点较低的脱氧、脱硫渣系，熔点仅为1270℃，其在钢水精炼过程中，可起到脱氧及脱硫的效果。在脱氧方面，主要是其能够将钢液中的Al2O3夹杂进行有效的吸附，进而促进钢水中氧含量的降低，同时改善钢水中夹杂物的形态。在脱硫方面，主要是其具有较高的CaO含量，可与钢水中的硫反应，生成稳定的CaS硫化钙夹杂。因此铝酸钙目前已被大量应用于钢水精炼过程中，以提高钢水品质。
中国知识产权局2012年5月23日授权了公告号为“CN202226877U”的实用新型专利“一种炼钢用钢水净化剂”。该实用新型专利中提出了一种炼钢用铝钙铁，分两个方法制造，第一种方法是用铝铁合金将金属钙芯包裹起来，第二种制造方法是用铝将金属钙芯和铁皮包裹起来。这两种方法，理论上可达到将产品中金属钙与大气隔绝。但其没有注意到金属钙的比重约为1.55g/cm3，相对于铝铁合金液比重约4.5g/cm3、铝液比重约2.7g/cm3，在浇铸时，金属钙块急易上浮到浇铸体表面，与空气接触，实际上达不到与空气隔绝的效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，本实用新型实现了一种新型钢水净化剂，其特征在于，包括若干层钢质外壳、若干层铝酸钙以及金属钙芯；所述的金属钙芯为所述的新型钢水净化剂核心；在所述的金属钙芯包覆一层铝酸钙；在所述的铝酸钙的外包覆钢质外壳；所述的钢质外壳与所述的铝酸钙交替包覆。
进一步，所述的新型钢水净化剂为圆柱状或球状，所述的金属钙芯同样为圆柱状或球状。
进一步，所述的钢质外壳厚度为2mm-5mm。
进一步，钢水净化剂，其特征在于，所述的铝酸钙厚度为5-10mm。
进一步，所述的钢质外壳和所述的铝酸钙包覆的层数小于20层。
本实用新型的技术效果在于，采用复合型的结构，将金属钙芯置于铝酸钙中间，然后再由钢质外壳进行保护。其在加入到钢水中后，钢质外壳可减缓新型钢水净化剂的熔化过程，保证钢水净化剂进入到钢液深入。当净化剂进入到钢液深处后，钢质外壳最先熔化，随后铝酸钙熔化形成液态12CaO·7Al2O3在金属钙周围形成第二保护层，最后金属钙进行熔化，对钢水中的氧、硫元素进行净化去除，其生成的夹杂物很快被周围的12CaO·7Al2O3所吸收。因此本使用新型专利中的新型钢水净化剂不仅具备强还原能力，对钢水进行强脱氧的同时，还能够对钢水起到夹杂物改性的作用，与同类脱氧剂相比，钢水中Al2O3含量明显降低，总氧含量低，夹杂物含量减少，钢水流动性明显改善，无水口结瘤现象发生。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的示意图。
图2是本实用新型的实施例2的示意图。
图3是本实用新型的包覆层数的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在结合附图1、附图2所示，在实施例1中，提供了一种新型钢水净化剂，包括若干层钢质外壳1、若干层铝酸钙2以及金属钙芯3；金属钙芯3为本实施例中的新型钢水净化剂的核心；这样有利于在延缓金属钙芯3被熔解的进程，在金属钙芯3包覆一层铝酸钙2；主要是为了铝酸钙熔化形成液态12CaO·7Al2O3在金属钙周围形成第二保护层，最后金属钙进行熔化，对钢水中的氧、硫元素进行净化去除，其生成的夹杂物很快被周围的12CaO·7Al2O3所吸收；在铝酸钙2的外包覆钢质外壳1主要是为了保护铝酸钙2以及金属钙芯3的作用；在结合附图3所示，在本实施例中的钢质外壳1与铝酸钙2进行交替包覆，即一层铝酸钙2，一层钢质外壳1；这样可以起到对于金属钙芯3不断地保护作用。在实施例1中的新型钢水净化剂为圆柱状；结合附图2所示，在实施例2中的新型钢水净化剂为球状，同样金属钙芯3同样为圆柱状或球状；当然，也可以采用所述的新型钢水净化剂为圆柱状，金属钙芯3为球状；或者新型钢水净化剂为球状，金属钙芯3为圆柱状；不同的组合都能实现应用；为了实现不同的在钢水中的投喂深度以及实现不同的净化钢水的效果，金属钙芯3的体积占到新型钢水净化剂体积的15％-85％，这样的比例可以满足绝大多数净化钢水和去除钢水中的氧、硫元素的应用。
进一步在实施例1和实施例2中，钢质外壳1厚度为2mm-5mm；铝酸钙2厚度为5-10mm。在现有的条件下以及可实现的技术效果来看，钢质外壳1和铝酸钙2包覆的层数小于20层。从理论上将可以无限的扩展钢质外壳1和铝酸钙2包覆的层数。
作为本实用新型优选的实施例，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，也是本实用新型的保护范围。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种新型钢水净化剂，其特征在于，包括若干层钢质外壳、若干层铝酸钙以及金属钙芯；所述的金属钙芯为所述的新型钢水净化剂核心；在所述的金属钙芯包覆一层铝酸钙；在所述的铝酸钙的外包覆钢质外壳；所述的钢质外壳与所述的铝酸钙交替包覆。
2.如权利要求1所述的一种新型钢水净化剂，其特征在于，所述的新型钢水净化剂为圆柱状或球状；所述的金属钙芯同样为圆柱状或球状；所述的金属钙芯的体积占到所述的新型钢水净化剂体积的15％-85％。
3.如权利要求1所述的一种新型钢水净化剂，其特征在于，所述的钢质外壳厚度为2mm-5mm。
4.如权利要求1所述的一种新型钢水净化剂，其特征在于，所述的铝酸钙厚度为5-10mm。
5.如权利要求1所述的一种新型钢水净化剂，其特征在于，所述的钢质外壳和所述的铝酸钙包覆的层数小于20层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113151638A (zh) * 2021-01-04 2021-07-23 湖南紫荆新材料科技有限公司 一种复合钢水净化剂及其制备方法

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