[发明专利]微粉石墨类增碳剂及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明属于增碳剂领域，特别涉及一种微粉石墨类增碳剂及其制备方法和使 用方法。

背景技术

在炼钢生产过程中，需要向钢包内钢水进行增碳，以满足各种规格钢材的含 碳量要求，因而需要一些专用增碳剂。已有增碳剂的种类包括生铁、锻煤增碳 剂、焦碳粉增碳剂、焦炭增碳剂、沥青焦增碳剂、石墨电极增碳剂、石油焦增 碳剂、碳粉包芯线、无烟煤及其混配而成的混合型增碳剂等，这些已有增碳剂 存在诸多缺陷，如杂质种类多，杂质含量较高，固定碳含量相对较低，含水量 相对较高，增碳剂在炼钢增碳过程中熔化情况不佳，碳吸收率或碳回收率不理 想，或者价格昂贵，制备工艺复杂等缺陷。

生铁的价格较高，且含硫量和含硅量高，碳吸收率较低。

石油焦是目前广泛应用的增碳剂，为精炼原油所得副产品。原油经常压蒸馏 或减压蒸馏所得渣油及石油沥青均可作为制造石油焦的原料，渣油及石油沥青 经焦化处理和煅烧处理才能用作增碳剂。虽然石油焦的成本较低，但其比重较 小，投入钢包后不能穿透，存在增碳效果不佳的缺陷。

碳粉包芯线的成本较高，还需专门设备，如喂线机、包芯机等。

煅煤增碳剂的碳含量较高，但其所含杂质含量也较高，且颗粒不均匀，碳吸 收率低，易污染和降低冶炼钢材质量等缺陷。

人造石墨是目前品质最好也是价格最为昂贵的增碳剂，为冶金行业最为优质 的增碳材料。它以粉状优质煅烧石油焦为主要原料，并以沥青为粘结剂，再加 入少量其他辅料，再将各种原辅材料均匀混合后，压制成形，在2500～3000℃、 非氧化性气氛中进行高温石墨化处理而得。该类增碳剂具有石墨化程度高，含 碳量高，密度大，纯度优，杂质含量低(如低硫、低氮)等特点，易被铁液所 吸收，碳吸收率高达90％以上，增碳效果十分优异，可满足高质量钢材冶炼的 需要，特别适宜电炉熔炼生产较高附加值的铸件产品，如用于铸造熔炼球墨铸 铁，并且，生产铸件时可大幅度增加废钢用量，减少生铁用量或不用生铁。但 是，人造石墨存在制造工艺复杂，反应条件苛刻，制造成本高昂等缺陷，仅其 废料售价就高达8000.00-20000.00元/吨，难以适用于普通钢材的冶炼。因此， 为了降低生产成本，用于钢铁冶炼铸造的人造石墨增碳剂多是制造石墨电极时 的切屑、废旧电极和石墨块等可循环利用材料，但尚需在使用前将其破碎至冶 炼所需的粒度。

已有许多研究试图解决增碳剂存在的前述缺陷，例如，中国专利ZL0112536 1.4公开了一种炼钢专用增碳剂，所述增碳剂由铁粉、碳粉、铁桶组成的增碳剂， 其中，铁粉∶碳粉的重量比为3∶2，将其均匀装入铁桶或易拉罐内，施加外力 压实，密封，使其播种大于熔渣比重(2.8Kg/cm³)，以解决增碳剂不能穿透渣 层，影响钢水质量的问题，其生产成本较低，也不需专门设备，但其使用铁桶 和易拉罐制备增碳剂不仅增加增碳剂的制造成本，而且块状的增碳剂投入钢水 导致增碳剂的熔化不完全，降低其利用率，并且，铁桶和易拉罐所含杂质较多， 影响冶炼钢材的质量。中国专利ZL0212559.1公开了一种金属与碳素材料结合 增碳剂，并加入速溶剂(0.5％-2％的碳酸盐)和粘结剂(0.5％-2％的硅溶胶)制 成，以解决已有增碳剂比重小，增碳效果不稳定的缺陷，但其使用的硅溶胶不 仅增加增碳剂的灰分，而且降低碳含量，并带入更多的硅，此外，碳酸盐在高 温条件下分解产生大量二氧化碳气体，易造成钢水喷溅和降温等，不利于冶炼 钢材质量的提高。