[发明专利]一种复合球体形式的钢水净化剂及生产方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别是涉及一种复合球体形式的钢水净化剂及生产方法，适用于钢水之净化和精炼，用于炉外精炼去除细小夹杂物的复合球体及其制法，亦可用于液态有色金属之净化和精炼。

背景技术

为满足各行各业对钢材质量越来越高的要求，国内外都在寻找钢材洁净的方法和钢水净化剂，以进一步提高钢水洁净度。生产纯净钢的关键在于控制夹杂物。对夹杂物进行质量控制，首要的是控制夹杂物的数量和尺寸。由于钢种不同和冶炼成本限制，对夹杂物的要求也不尽相同。某些钢产品对氧化物夹杂颗粒尺寸具有很苛刻的要求，如发动机阀门弹簧钢要求夹杂物尺寸小于15μm。对高级别的钢种而言，最新对钙处理的研究表明，如果能将大尺寸的夹杂物(直径5～50μm或更大)都去除掉，小尺寸的夹杂物(直径小于5μm)对钢的质量而言是安全的。通常二次精炼的时间较短，LF一般不到60min，RH一般不到50min，VD一般不到45min。在较短的精炼时间如何将5～50μm的夹杂物都去除掉成为问题的关键。

在大规模连续炼钢生产的条件下，仅靠自然上浮去除夹杂物的效率很低。目前采用渣洗法、气泡法、过滤法和离心分离法等专门手段，来强化夹杂物的去除。过滤法和离心分离法多停留在实验室阶段，工业应用有限，没有成为主流的选择。工厂普遍采用渣洗法和气泡法的手段来生产纯净钢。

渣洗法常选用的金属净化剂、脱氧剂、除渣剂等精炼渣系产品，多数依靠钢渣混冲的强烈湍动能来去除夹杂物。例如，发明专利CN98101510[1].7公开了在冶金熔炉内生产含铝预熔渣，可作为钢水净化剂、预脱氧剂或脱硫剂使用。发明专利CN02146152.X公开了用电渣炉生产的成分为CaO、A1₂O₃、金属Al、Ca、Si、Ba的钢水净化剂。发明专利CN01121537[1].2公开了成分为Al和Mg熔炼成块的净化剂及净化钢液的方法。发明专利CN01130616[1].5公开了以硅石、石灰为主要原料并辅以其它辅助材料，投入感应炉经熔化制得的钢液净化剂。发明专利CN01130616[1].5公开了在感应电炉内生产的主要成份为CaSiO₃的钢液净化剂。发明专利CN200410033193[1].7公开了由石榴石籽粒或石榴石矿粉、水镁石矿粉、电石、小苏打和草木灰经机械粉碎、搅拌混匀、压制成型、分袋包装而制得的净化剂。这些专利产品主要在出钢时期加入，靠钢渣的乳化作用去除夹杂物的时间较短，随后形成覆盖于钢水表面的精炼渣，靠吸附作用吸收上浮的夹杂物。

气泡法一般分为纯吹气法和反应形成气泡法两种类型。纯吹气法获得的氩气泡通常直径较大，对显微夹杂或超显微夹杂夹杂物的去除效果较差。反应形成气泡法也有一些专利产品。例如，发明专利CN02109267[1].2公开了以铝屑、石灰石粉、膨润土粉等为原料的铝造渣球。发明专利CN200710010471[1].0公开了由铁矾土或铝矾土、碳酸钙、全铁、低硅助熔剂、工业中的废弃物粉煤灰、矿化剂等原料和燃料焦炭在高炉内生产的钢水净化剂。发明专利CN200710012323[1].2公开了铝、碳酸钙矿物质、碳化硅、高岭土、水泥熟料等原料造粒生产的铝钙质造渣剂。上述这些产品中生成气泡的物质在整个物料中所占的质量比例偏低，更主要的是促进精炼渣的发泡性能，而不是使产品进入钢水产生微小气泡。以下专利向着在钢水内部产生微小气泡的方向迈进了一步。发明专利CN101319267A公开了一种用于炉外精炼脱硫、去除细小夹杂物的复合球体及其制法，球团核由低熔点预熔渣粉剂、碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁混合物构成，外壳由氧化钙或氧化镁的一种或两种的混合物构成。这种复合球体在RH应用取得了不错的效果，如果密度再高一些，去除夹杂物的功效应该更好。

确定了化学组成后，从专利产品的制作方式出发，可将上述专利产品主要分为单一球体(或块状，甚至是粉剂)和复合球两大类。