[发明专利]超低钛、碳钢脱硫用铝酸钙及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢精炼技术，尤其涉及超低钛、超低碳钢脱硫用预熔型铝酸钙脱硫剂及其制备方法。

背景技术

随着工程技术的发展，对钢的使用性能要求越来越高，通常钢中硫为有害元素，如在熔炼过程中不能将其有效去除，将严重制约钢的使用性能。因此，目前在工业生产中，通常在钢水精炼过程添加一定量的脱硫剂将硫去除。

脱硫剂的种类很多，由于铝酸钙具有熔点低、硫容量高、易于保存的特点，因而铝酸钙作为脱硫剂被广泛应用于炼钢生产。但对于一些要求钢中钛、碳含量极低的钢种，若使用不经过严格控制钛和碳含量的铝酸钙，极易引起钢液钛、碳含量超标。

中国专利CN1188154公开了一种低硅含量铝钙渣的配方及其制造方法。其配方包括：铝钒土，钙石，焦炭，制造方法是：选择低含量SiO₂的铝钒土矿石、钙石，破碎成块状，取铝钒土：25～29％，钙石：43～47％，焦炭：25～29％配料，均为重量百分数。选择冲天炉在1385℃时熔化炉料，出炉后即成铝酸钙。该铝酸钙具有合理的化学组成，熔点低，无游离氧化钙，有较好的流动性，有利于吸收钢中硫。但是此种方法生产的铝酸钙的钛、碳含量较高。原料中采用了焦炭，脱硫过程易引起钢液增碳，同时原料中还采用了铝钒土，由于氧化钛通常与铝矾土为天然伴生矿，因此此种方法生产的铝酸钙中的氧化钛含量较高，脱硫过程易引起钢液增钛。《一种超纯净钢用预熔型铝酸钙及其制备方法》专利(申请号200810035054.6)公开了一种铝酸钙及其制备方法，该脱硫剂成分为：CaO：48～56％，Al₂O₃：40～50％，SiO₂：0.5～3％，MgO：0.5～1.5％，以及不大于0.02％的C、不大于0.02％的S、不大于0.02的TiO₂、不大于0.02％的S；均为重量百分数。上述铝酸钙制备时，为了降低铝酸钙中的钛和碳的含量，原料为优质的石灰石和高纯Al₂O₃粉，但是并未对全钛作说明，因为脱硫剂中所有价态和形式的钛都可能被钢中的铝还原为钛，从而引起钢中钛含量超标。同时由于原料采用工业Al₂O₃，由于氧化钛很难从工业Al₂O₃中彻底去除，因此在冶炼钛含量极低的钢种同样易引起钢液增钛。《低钛铝酸钙及其制备方法》专利(申请号200310125135.2)公开了一种铝酸钙及其制备方法，原料使用工业氧化铝及其副产品、方解石或石灰石、萤石和长石为原料，经粉碎、混合熔融、冷却、粉碎筛分而成。该铝酸钙同样采用了工业氧化铝及其副产品为原料，因而也不可能将氧化钛的含量降至极低值。

如上所述，现有的铝酸钙脱硫剂不能满足超低钛、碳钢脱硫的要求，使用过程中会造成钢水的增碳、增钛现象。本发明提出了一种适用于超低钛、碳钢脱硫的脱硫剂。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术所存在的不足，提供一种特别适用于超低钛、超低碳钢的，在脱硫过程中能使钢水增碳和增钛都控制在5ppm以下的，成渣速度快、脱硫率高的铝酸钙脱硫剂及其制备方法。

本发明的基本思想在于配制脱硫剂的原料选用铝和氧化钙，避免原料带入杂质元素，如钛和碳。生产过程中通过预熔将铝和氧化钙制备成低熔点铝酸钙，该脱硫剂在保证钢水增钛量在5ppm以下，增碳量在5ppm以下的同时具有成渣速度快、脱硫率高、对真空槽体耐材侵蚀小的特点。

本发明的铝酸钙成份为(重量百分比)：Ca₁₂Al₁₄O₃₃≥94％，Ca₃Al₂O₆≤2％，Ca₂SiO₄≤2％，MgO≤1.5％，全Ti≤0.01％，全C≤0.02％。上述全Ti是指铝酸钙中全部Ti的含量；全C是指铝酸钙中全部C的含量。

本发明铝酸钙的制备方法如下。

(1)按以下重量百分比配料：CaO：60～65％，Al：35～40％。所述CaO和Al的粒度为0-10mm，以提高反应均匀性和缩短反应时间，两者的配比是为了与氧反应后生成Ca₁₂Al₁₄O₃₃，该铝酸钙熔点低，硫容量高，脱硫效果好，为本发明脱硫剂的主要成分。