[发明专利]一种表面改性超细粉体及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢炉外精炼技术领域，尤其涉及一种中间包喷粉冶金表面改性所用的陶瓷纳米粉体及合金材料粉体及其制备方法。

背景技术

随着钢铁工业的进一步发展，钢的材质设计和应用技术的开发给冶金工业带来了极大地挑战。钢铁产品将按着钢液洁净度高、成分控制精度高和产品性能稳定性高的方向发展，提高钢产品质量、生产高性能钢铁产品的关键在于提高钢液的纯净度、对钢液成分的精确控制以及对钢液中细小夹杂物的有效利用。目前，纯净钢精炼技术、细小氧化物弥散钢的生产以及钢种微量合金元素的精确控制技术已经成为二十一世纪钢铁企业面临的重大课题。

中间包冶金是一项特殊的炉外精炼技术，随着对钢液纯净度要求的不断提高，中间包冶金已经成为炼钢生产工艺流程中保证获得优良钢质量的关键一环，人们已经不再把中间包作为一个简单的容器使用，而是要求在中间包中进一步控制钢液中非金属夹杂物尺寸和数量，对微量元素进行微量调控。研究表明，在中间包采用喷粉工艺，不间断地向钢液中喷吹超细(尺寸小于5μm)陶瓷粉体或合金粉体，是生产细小氧化物弥散钢、精确调控钢液合金成分的一种有效途径。而喷吹工艺的质量主要取决于粉体的表面物化特性。然而，由于超细粉体具有很大的比表面积和高的表面自由能，所以非常容易团聚形成聚集体颗粒，粉末流动性不好，导致粉体输送、喷吹设备堵塞和脉冲流，下料困难，严重影响钢铁产品的数量和质量。正是由于表面改性剂粉体质量难以达到使用要求，从而致使中间包冶金喷粉工艺技术一直未能得到正式应用。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种简单易行，流动性好，具有良好输送特性和表面理化性能的中间包喷粉冶金所用的表面改性超细粉体及其生产制备方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种表面改性超细粉体，由陶瓷、预熔渣、合金材料中的一种或多种混合物以及加入的表面改性剂、超细粉体表面改性剂所组成，其尺寸小于5μm的粉体；

所述超细粉体中，按重量百分数计：陶瓷为0～96％，预熔渣0～96％，合金材料0～96％，表面改性剂0.01～4％；

所述陶瓷材料为CaO、CaCO₃、MgCO₃、MgO、ZrO₂、Ti₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、SiC、CeO、YO或者上述两种或多种材料的混合物；

所述合金材料为Fe-B合金、Fe-RE合金、Fe-Ca合金、Fe-Si合金、Fe-Mg合金、Si-Ca合金、Ni-Mg合金、Ni-Ca合金以及上述两种或多种合金的混合物；

所述的预熔渣的成分重量百分比含量为：CaO 10～70％、Al₂O₃ 15～50％、SiO₂ 0～10％、MgO 0～10％、CaF₂ 0～30％、熔点在1100～1550℃的粉剂；

所述表面改性剂由硬脂酸、无水乙醇、甲醛、丙酮、无水甲醇、97#汽油、硅油、分散剂中的两种或两种以上所组成；

所述超细粉体表面改性剂由硬脂酸、无水乙醇、甲醛、丙酮、无水甲醇、97#汽油、硅油、分散剂中的四种或四种以上所组成。

所述分散剂由十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵或丙烯酸酯的一种或多种组成，加入量为表面改性剂或超细粉体表面改性剂总重量的0～1％。

所述表面改性剂各组分及质量百分比含量为：

硬脂酸40～75％、无水乙醇0～20％、甲醛0～5％、丙酮0～25％、无水甲醇0～5％、97#汽油0～5％、硅油0～20％、分散剂0～1％。

所述超细粉体表面改性剂各组分及质量百分百比含量为：

硬脂酸50～60％、无水乙醇0～20％、甲醛0～5％、丙酮0～25％、无水甲醇0～5％、97#汽油0～5％、硅油13～20％、分散剂0.03～1％。

优先推荐的表面改性剂组分质量百分数为：

硬脂酸50％、无水乙醇20％、甲醛5％、丙酮1％、无水甲醇5％、97#汽油5％、硅油13、分散剂1％。

优先推荐的超细粉体表面改性剂组分质量百分数为：

硬脂酸50％、无水乙醇11％、甲醛5％、丙酮10％、无水甲醇5％、97#汽油5.5％、硅油13％、分散剂0.5％。

一种表面改性超细粉体的生产方法，其具体生产工艺步骤为：