[发明专利]用电石作原料制造钙铁合金及含钙复合脱氧剂

说明书

技术领域

本发明是一种用电石作原料制造的钙铁合金，它可以作炼钢的净化剂，也可用电石制造含钙炼钢复合脱氧剂。

背景技术

钙是炼钢的强脱氧剂和脱硫剂，能净化钢液，提高钢的质量。由于钙的理化特性，不能在炼钢中直接使用。目前，广泛用于炼钢是硅钙合金，这种合金含硅较高，在低微硅钢中也不能使用。在炼钢复合脱氧剂中含钙可提高脱氧剂的脱氧能力，为了适应各种钢的需要，也不能用硅钙合金作原料生产含钙的复合脱氧剂。只有使用单质的电解钙和还原钙，而且含量不能大于(质量％)10％，由于钙蒸汽大、燃点低，含钙量大于10％，会出现燃烧和翻炉现象。硅钙合金、电解钙、还原钙都是高能耗、高污染的产品，而且价格昂贵，增加了炼钢成本。为此，本发明研制了用电石作原料生产低碳钙铁合金或复合脱氧剂，替代硅钙合金、电解钙和还原钙。

发明目的和任务

本发明的目的是用电石(CaC₂)作原料制造钙铁合金，作炼钢的净化剂和含钙的炼钢复合脱氧剂。从而达到节能减排、降低炼钢和复合脱氧剂的生产成本。

发明内容

根据电石的化学性质，在高温下与铁生成钙铁合金的原理，将电石与铁(氧化铁等)在电炉中炼成钙铁合金或含钙的复合脱氧剂。它的特征是用电石作原料，制造的钙铁合金或含钙的炼钢复合脱氧剂，含钙(质量％)2％-70％。这种合金含碳高达15-20％，炼钢所用合金等要求含碳≤8％，没实用性的。所制造的关键是将钙铁合金或炼钢复合脱氧剂中的碳脱除，使它含碳降到小于或等于8％，才能在炼钢中使用。

通过制备方法和实施例来说明本发明。

第一种方法。用吹氧脱碳法脱碳，生产低碳(C≤8％)钙铁合金。制造含钙高的钙铁合金，用矿热炉或电弧炉生产。生产含钙低的复合脱氧剂，用感应电炉制造。

实施例1：吹氧脱碳法，生产含钙较高的钙铁合金。

用矿热炉连续生产高碳钙铁，再液态装入转炉中吹氧降碳，生产高钙(≥20％)的钙铁合金。吹氧法脱碳法与生产中低碳锰铁合金工艺相同。

工艺流程：

钙铁合金原料配比：电石(Ca 70％)100kg，铁矿石球团(Fe 60％)100kg。

在矿热矿中生产的高碳钙铁液态装入转炉中送电，用氧枪在转炉中吹氧脱碳，出炉铸锭。经化验产品化学成分：

Ca 51.76％、C 1.57％、S 0.04％、P 0.04％，余量为Fe。优点是产量高，缺点是钙烧损大。

某钢厂用该产品与硅钙合金(Ca 28％)进行对比试验，使用量是硅钙合金的二分之一，钢的质量相同的情况下，降低钢生产成本6.50元/吨左右。

实施例2：吹氧脱碳法，生产含钙较低(5-10％)的炼钢复合脱氧剂。

将电石和废钢投入感应电炉中，熔化后顶吹氧脱碳，再投其他脱氧原料，全部化合后出炉铸锭。

工艺流程：

铝钙铁原料配比：铝锭50kg、电石10kg、废钢40kg。

生产的铝钙铁复合脱氧剂，经化验产品化学成分：

Al 48.36％、Ca 6.12％、Fe 45.10％、S 0.02％、P 0.02％，合金中Fe少量是由工器具带入。

第二种方法。用氧化物还原法脱碳，生产低碳钙铁合金和复合脱氧剂。

工艺流程：

工艺流程中的氧化物包括氧化铁、氧化锰、氧化硅、氧化铝等。这些氧化物中的氧与电石中的碳在高温(1700℃以上)下，生成二氧化碳排除和碳化物入渣。合金中必然要有一部分氧化物元素被还原，这些元素对炼钢也是有用的。

实施例3：制造含钙量低(5-10％)的炼钢复合脱氧剂。

铝镁钙铁原料配比：铝锭60kg、镁锭5kg、电石(含Ca 51％)10kg、氧化铁皮(Fe 90％)25kg。先将电石和氧化铁皮投入工频电炉中，全熔化合后，再投入铝锭和镁锭，化合后出炉铸锭。经化验该产品化学成分：

Al 57.61％、Mg 3.62％、Ca 5.36％、C 0.97％，余量为Fe和其他杂质。

某厂原生产铝镁钙铁脱氧剂，质量标准为：FeAl₅₅Mg₅Ca₅。用钙铁合金(FeCa₅₀C_1.5)10kg，替代还原钙7kg。生产铝镁钙铁脱氧剂，不但产品达到质量标准，而且没有出现原加还原钙燃烧冒烟现象，每吨降低生产成本230元(40元/kg×7-5元/kg×10)。

实施例4：用矿热炉生产含钙高的钙铁合金。