一種堿土金屬氧化物復(fù)合鋼水精煉劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于鋼水爐外精煉工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種堿土金屬氧化物復(fù)合鋼水精煉劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平不斷提高，一些特大型鋼鐵企業(yè)已達(dá)世界先進(jìn)水平，從而帶動(dòng)了品種結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化，板帶比明顯提高，優(yōu)質(zhì)純凈鋼的產(chǎn)量也大幅提升。高質(zhì)量鋼水精煉工藝、高效率連鑄生產(chǎn)技術(shù)、充分發(fā)揮乳機(jī)物理冶金能力是目前先進(jìn)鋼鐵企業(yè)在高效率、高質(zhì)量、低成本生產(chǎn)控制中采用的關(guān)鍵技術(shù)。其中，作為提高鋼材質(zhì)量、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重要措施之一，爐外精煉技術(shù)越來(lái)越為鋼鐵企業(yè)所重視，精煉劑在鋼水精煉中的作用也越來(lái)越突出，對(duì)其要求也向多功能、高效率、純凈化方向發(fā)展。
[0003]高品質(zhì)優(yōu)質(zhì)鋼對(duì)生產(chǎn)過程要求較高，尤其重視鋼水的內(nèi)在質(zhì)量，這就要求精煉工藝須遵循純凈鋼生產(chǎn)原則。一是要求鋼的純凈度較高，成份控制準(zhǔn)確、穩(wěn)定、波動(dòng)小;二是精煉過程中須有高的脫硫效率，增硅、碳、氮盡可能低;三是對(duì)鋼水中夾雜物要有良好的吸附和改質(zhì)作用；四是連鑄生產(chǎn)順行，鑄坯質(zhì)量好，力求獲得無(wú)缺陷鑄坯。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高純凈鋼主要借助于提升技術(shù)裝備或優(yōu)化工藝，如:采用鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化冶煉-LF精煉-RH或VD工藝和精煉喂線對(duì)鋼水進(jìn)行處理，研究高效、適用于優(yōu)鋼生產(chǎn)工藝，且具有脫氧、脫硫和夾雜物變性處理功效的多功能精煉渣等手段。通過優(yōu)化工藝和提升設(shè)備裝備水平，雖然能大幅度提高鋼質(zhì)，并具備生產(chǎn)高品質(zhì)優(yōu)質(zhì)鋼的能力，但同時(shí)也面臨著會(huì)帶來(lái)鐵水脫硫后的渣處理、鐵損及工藝流程拉長(zhǎng)，鋼水溫降大需進(jìn)行溫度補(bǔ)償及生產(chǎn)成本增加等一系列問題，顯然不利于當(dāng)前鋼市低迷、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈、企業(yè)普遍處于虧損的局面。鋼水精煉喂線技術(shù)的推廣應(yīng)用，雖然在一定程度上解決了上述問題，但也存在合金元素收得率受鋼水冶煉條件影響較大，喂線品種和數(shù)量受到嚴(yán)格限制的不足，同時(shí)采用喂線精煉處理鋼水也大大增加了鋼鐵生產(chǎn)成本。
[0005]二十一世紀(jì)中后期，國(guó)內(nèi)鋼廠開始研究脫氧、脫硫復(fù)合功能合金及能夠適用于優(yōu)鋼生產(chǎn)工藝，且具有高效脫氧、脫硫和夾雜物變性處理功效的多功能精煉渣，在優(yōu)化提升工藝裝備的前提下，不僅使優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)成本得到進(jìn)一步降低，而且還借助于多功能復(fù)合合金和精煉渣系使得生產(chǎn)超低硫、氧、氮、氫和低雜質(zhì)含量的純凈鋼成為可能。隨著低熔點(diǎn)，粘度、流動(dòng)性好，能快速成渣的Ca0.Al2O3預(yù)熔精煉渣的研究開發(fā)成功與廣泛應(yīng)用，并配合CaS1、MgAl、CaAlS1、CaBaAlSi等復(fù)合多功能脫氧合金的共同使用，其形成的CaO-Al2O3-S12-MgO-Fe2O3或CaO-Al2O3-S12-BaO-Fe2O3等多元渣系，使深度脫[S]、[O]及夾雜物變性處理，凈化鋼水，提高鋼水純凈度的功能得以實(shí)現(xiàn)。但根據(jù)鋼水及渣脫硫的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)條件，必須同時(shí)對(duì)鋼水、鋼包頂渣進(jìn)行沉淀脫氧和擴(kuò)散脫氧，上述精煉渣系才具有較高的脫硫效率。一般擴(kuò)散脫氧均采用活波金屬Al、Ca、Ba等單質(zhì)合金或復(fù)合合金，但由于Ca、Ba單質(zhì)較活潑，在自然界不易存在，且Ca、Ba單質(zhì)及其復(fù)合合金價(jià)格高，因此一般采用金屬Al進(jìn)行擴(kuò)散脫氧。而采用金屬鋁和含鋁的復(fù)合合金脫氧后的產(chǎn)物Al2O3在鋼水中屬高熔點(diǎn)、絮狀?yuàn)A雜物，對(duì)鋼質(zhì)影響較大，同時(shí)使鋼水可澆性變差，影響連鑄生產(chǎn)。在終脫氧以金屬鋁或含鋁復(fù)合合金為主的鋼種生產(chǎn)時(shí)，如果未解決上述問題，則必須在鋼水精煉站采用喂鈣線對(duì)鋼水進(jìn)行變性處理，或者使用CaS1、CaAl、CaBaSi等合金對(duì)鋼水進(jìn)行變性處理，從而大幅度增加了生產(chǎn)成本。
[0006]經(jīng)檢索，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200810012379.2，申請(qǐng)日為:2008年7月17日的發(fā)明專利公開了一種用于爐外精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物的粉劑添加劑及其制法，該申請(qǐng)案的粉劑添加劑由低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑、氟化鈣、碳酸鈣或碳酸鎂或碳酸鈣和碳酸鎂的混合物、氧化鈣或氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物和粘結(jié)劑經(jīng)制備而成。采用該申請(qǐng)案的粉劑添加劑在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)鋼水快速精煉脫硫，并對(duì)鋼液中的夾雜物進(jìn)行有效去除，但該申請(qǐng)案的粉劑添加劑對(duì)鋼水不能進(jìn)行有效脫氧，難以滿足現(xiàn)代優(yōu)鋼生產(chǎn)對(duì)多功能精煉劑的需求，且需要額外添加低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑才能夠?qū)崿F(xiàn)夾雜物的有效去除。此外，該申請(qǐng)案也不可避免的需要同時(shí)對(duì)鋼包頂渣進(jìn)行沉淀脫氧和擴(kuò)散脫氧，才能保證粉劑添加劑的脫硫效果，導(dǎo)致優(yōu)鋼生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中通過預(yù)熔精煉渣與復(fù)合合金的配合使用來(lái)生產(chǎn)純凈鋼時(shí)，必須同時(shí)采用金屬鋁或含鋁的復(fù)合合金對(duì)鋼水、鋼包頂渣進(jìn)行沉淀脫氧和擴(kuò)散脫氧，從而使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化，且脫氧后的產(chǎn)物Al2O3對(duì)鋼質(zhì)影響較大，鋼水可澆性變差，增加了后續(xù)處理工序的復(fù)雜性和成本的不足，提供了一種堿土金屬氧化物復(fù)合鋼水精煉劑及其制備方法。使用本發(fā)明的堿土金屬氧化物復(fù)合鋼水精煉劑可以有效脫除鋼水中的[S]和[O]，且使用時(shí)無(wú)需采用金屬鋁或含鋁的復(fù)合合金預(yù)先對(duì)鋼水、鋼包頂渣進(jìn)行沉淀脫氧和擴(kuò)散脫氧，使生產(chǎn)工藝明顯簡(jiǎn)化，操作簡(jiǎn)單，大大降低了生產(chǎn)成本。
[0009]2.技術(shù)方案
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0011]其一，本發(fā)明的一種堿土金屬氧化物復(fù)合鋼水精煉劑，該精煉劑是由堿土金屬氧化物粉末、堿土金屬碳酸鹽粉末、還原劑及粘結(jié)劑制成的。
[0012]更進(jìn)一步地，所述堿土金屬氧化物及堿土金屬碳酸鹽粉末組成的混合物A與還原劑的質(zhì)量比例為70-90%: 10-30%，且堿土金屬氧化物與堿土金屬碳酸鹽的質(zhì)量分別為混合物A總質(zhì)量的80-97 %、3-20%。
[0013]更進(jìn)一步地，所述的堿土金屬氧化物由CaO、MgO和BaO按照如下質(zhì)量配比組成:Ca065-80%、Mg010-20%、Ba010-15% ;所述的堿土金屬碳酸鹽選自 CaCO3、MgC03和BaCO3粉末中的至少一種。
[OOM]更進(jìn)一步地，所述的還原劑由FeSi合金粉末與AD粉按照如下質(zhì)量百分比組成:25-50%FeSi 合金粉末、50-75%AD 粉。
[0015]其二，本發(fā)明的一種堿土金屬氧化物復(fù)合鋼水精煉劑的制備方法，其步驟為:
[0016]步驟一、將堿土金屬氧化物粉末與堿土金屬碳酸鹽粉末進(jìn)行粉碎后按照質(zhì)量百分比分別為80-97%、3-20%進(jìn)行攪拌混合均勻，形成混合物A;
[0017]步驟二、將FeSi合金粉末與AD粉按照質(zhì)量百分比分別為25-50%、50_75%進(jìn)行攪拌混合均勻，形成還原劑混合物；
[0018]步驟三、將混合物A與還原劑混合物按照質(zhì)量百分比分別為70-90%、10-30%進(jìn)行攪拌混合均勻，然后加入有機(jī)粘結(jié)劑干壓成球。
[0019]更進(jìn)一步地，所述的堿土金屬氧化物由CaO、MgO和BaO按照如下質(zhì)量配比組成:Ca065-80%、Mg010-20%、Ba010-15% ;所述的堿土金屬碳酸鹽選自 CaCO3、MgC03和BaCO3粉末中的至少一種。
[0020]更進(jìn)一步地，步驟三中的有機(jī)粘結(jié)劑選用淀粉、廢紙漿粉或復(fù)合纖維素等，且粘結(jié)劑的添加量為堿土金屬氧化物、堿土金屬碳酸鹽及還原劑總質(zhì)量的1-3%。
[0021 ]更進(jìn)一步地，步驟一種堿土金屬氧化物粉末與堿土金屬碳酸鹽粉末粉碎后的粒度均為600-800目，步驟二中FeSi合金粉末的粒度為180-200目，AD粉在使用之前進(jìn)行脫氮處理。
[0022]