[发明专利]一种复合脱氧材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种用于钢渣或钢液脱氧的复合脱氧材料及其制备方法和应用。

背景技术

传统钢渣或钢液脱氧工艺中采用的脱氧材料主要有金属脱氧剂以及非金属脱氧剂。其中，金属脱氧剂成本高，对钢包渣无处理能力；非金属脱氧剂则存在自身易在钢中形成夹杂，并容易增碳等缺点。此外，传统工艺在钢包内加入脱氧材料、精炼剂等，品种繁杂、总量偏大，造成钢包内渣量过大，非常不利于后部工序处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合脱氧材料及其制备方法和应用，可以克服目前脱氧剂或成本高或处理能力有限或易形成夹杂等缺点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下。

一种复合脱氧材料，所述复合脱氧材料为铝钙合金，其重量百分组成如下：Al 45-65%、Ca 15-30%、Si<3，余量为氧化铝和氧化钙的质量比例为2-3:1的混合物，所述铝钙合金的粒度为10-40mm。

复合脱氧材料中的S、P杂质未体现在组成中。

所述脱氧材料的熔点控制为1300-1400℃。

本发明还提供了一种复合脱氧材料的制备方法，步骤如下：先按照如下重量份数配料：铝粒30-50份，电炉预熔料50-65份，羟甲基纤维素2-4份；然后先将电炉预熔料在不低于1850℃的条件下加热至全部熔化，冷却之后再加入铝粒和羟甲基纤维素混合均匀即可。

所述电炉预熔料由质量比例为2:1:2的氧化铝、萤石和氧化钙组成。

氧化铝优选含量在98%以上的，萤石优选氟化钙含量在98%以上的，氧化钙优选含量在92%之上的。

氧化铝、萤石和氧化钙的粒度不大于3mm。具体可采用鄂破、锤破或对辊机进行破碎。

电炉预熔料熔化时间一般在40-60min。

电炉预熔料熔化冷却后获得的物质处理至不大于2mm后再与铝粒和羟甲基纤维素混合。具体的，可先鄂破至粒度为30-50mm，然后再经对辊机处理至不大于2mm。

电炉预熔料处理后与铝粒和羟甲基纤维素混合均匀后可在制球机中制粒然后烘干获得所述的铝钙合金复合脱氧材料。

本发明复合脱氧材料有很好的应用，如所述材料作为顶渣改质剂应用，在出完钢后加入钢包渣中对炉渣改质。应用时，每生产一吨钢脱氧材料的加入量为0.5-1kg。

所述的复合脱氧材料还可以作为强脱氧剂在LF炉中脱氧应用。优选的，每生产一吨钢脱氧材料的加入量为0.1-0.6kg。

本发明复合脱氧材料铝钙合金具有以下特点。

1 ) 铝钙合金具有强的脱氧能力。

炼钢是一个氧化过程，炼钢氧化精炼结束时，钢水中溶解了过多的氧，称为溶解氧[O]_D。出钢时，在钢包内必须进行脱氧合金化，把[O]_D转变成氧化物夹杂，它可用[O]₁表示，所以钢中氧用总氧T_[O]表示：T_[O]=[O] _D +[O] ₁。因此，用钢中总氧T_[O]来表示钢的洁净度。钢中T_[O]越低，钢就越“干净”。为使钢中T_[O]低，钢水干净，必须降低溶解氧[O] _D及夹杂氧[O] ₁。铝钙合金其脱氧产物为低熔点的铝酸钙，这种低熔点的铝酸钙易于聚合、上浮排除。由此铝钙合金同时具备了脱出钢水中溶解氧及吸附去除夹杂氧的能力，由此具有强的脱氧能力。

2 ) 铝钙合金具有强的夹杂物去除能力。

    由夹杂物的去除机理可知，要保证脱氧产物的有效去除，控制钢中T_[O]在极低水平，首先须控制夹杂物的形态，使其形成低熔点的液相脱氧产物，易于聚合长大，铝钙合金其主脱氧元素为金属铝，并配加一定量的钙以形成低熔点的铝酸钙，在上浮过程中与脱氧产物Al₂O₃、SiO₂相聚时，将生成低熔点的C₁₂A₇ ( 1450℃)和低熔点共晶物C₂S- C₁₂A₇-CA（1335℃），解决了高熔点脱氧产物不易被快速排除的问题，实现了钢水净化的目的。

3 ) 铝钙合金具有快速成白渣、强的脱硫能力。