[发明专利]一种以硅化钙为主要成分的钙系脱氧剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢用脱氧剂技术领域，具体为一种以硅化钙为主要成分的钙系脱氧剂及其制备方法。

背景技术

随着经济发展和科技进步，工业上以及日常生活中，对钢的需求越来越多，对钢质量的要求也越来越高。因此，除加大炼钢设备的改进和生产工艺的革新外，加强炼钢材料脱氧合金的研发也十分重要。因钢中氧含量的高低直接影响到最终钢材的质量和性能。高的氧含量会导致在钢液冷凝过程中，由于碳和氧偏浓聚，将使碳再次发生氧化，使钢中产生气泡，而影响到钢材的质量；另外，氧还会以 FeO、Fe3O4 及其它氧化物形式析出，分布于晶界表面上，使钢的塑性、机械性能下降，并产生热脆、冷脆，对特殊用途钢的产品质量带来一系列的危害。

在钢水终脱氧剂的使用上先后经历过硅铝铁、硅铝钡和硅铝钡钙等过程。通常采用硅铝钡作为钢水终脱氧剂，硅铁和锰铁作为合金化材料。这种脱氧及合金化方式，受钢水终点 C、出钢温度及下渣量等影响，造成钢中Mn成分波动大，合金元素回收率不稳定。并且当脱氧剂加入量偏大时，钢水中酸溶铝超过一定程度，将导致生成固态Al₂O₃ 簇状夹杂物，钢水粘度增大，夹杂物增多且不易上浮排除，最终导致中包水口结瘤。

因此，为了达到更好的经济效益，急需开发一种脱氧剂，可以有效地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种以硅化钙为主要成分的钙系脱氧剂及其制备方法。本发明成分配比合理，包括硅化钙、碳化硅、硅砂等成分加入聚乙烯吡咯烷酮溶液后制成颗粒，然后烧结成富含多孔的颗粒，提高与氧反应的效率，同时Al₂O₃ 夹杂也被Ca变性成液态12CaO·7Al₂O₃ ，而且CO 气泡在从钢液溢出过程中能促使其它夹杂物随之上浮，能及时从钢液中上浮排出，提高脱氧效果。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种以硅化钙为主要成分的钙系脱氧剂，由下列重量份的原料制备制成：硅化钙33-38、钙质页岩10-12、碳化硅14-18、聚乙烯吡咯烷酮3-4.5、硅砂2-3、浓度为10%的醋酸42-50、碳纤维3-4；

本发明所述一种以硅化钙为主要成分的钙系脱氧剂，由以下具体步骤制成：

（1）将硅化钙、碳化硅放入粉碎机中粉碎成200目的粉末形成混合粉体，然后将聚乙烯吡咯烷酮与4-5倍量的水混合，边搅拌边加热至60-70℃，直至完全溶解形成水溶液；

（2）将硅砂、钙质页岩、碳纤维放入粉碎机中粉碎成200目粉末，然后与混合粉体、聚乙烯吡咯烷酮水溶液共同加入挤出造粒机中造粒，控制粒径为6-7mm；

（3）将颗粒送入烘箱以100-110℃的温度烘烤30-40分钟，然后送入烧结炉中以8-10℃/分钟速率升温至 400-450℃条件下烧结 1.5-2小时，取出冷却至室温；

（4）将烧结后的颗粒放入浓度为10%的醋酸中洗涤30-40分钟，然后过滤，用去离子水洗至中性，最后再放入烘箱中90-100℃烘干即得。

本发明的有益效果是：本发明成分配比合理，工艺特殊且便于工业控制，将硅化钙、碳化硅、硅砂等制成颗粒，然后烧结成多孔颗粒，利于形成负压，与钢水中的氧充分反应，提高脱氧效率，其中硅砂被粉碎成颗粒小的粉末，提高在钢水中的分散性，从而提高钢水的流动性，有效去除钢中夹杂物，提高钢水纯净度，防止中包水口结瘤。

具体实施方案

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种以硅化钙为主要成分的钙系脱氧剂，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：硅化钙33、钙质页岩10、碳化硅14、聚乙烯吡咯烷酮3、硅砂2、浓度为10%的醋酸42、碳纤维3；

本发明所述一种以硅化钙为主要成分的钙系脱氧剂，由以下具体步骤制成：

（1）将硅化钙、碳化硅放入粉碎机中粉碎成200目的粉末形成混合粉体，然后将聚乙烯吡咯烷酮与4倍量的水混合，边搅拌边加热至60-70℃，直至完全溶解形成水溶液；

（2）将硅砂、钙质页岩、碳纤维放入粉碎机中粉碎成200目粉末，然后与混合粉体、聚乙烯吡咯烷酮水溶液共同加入挤出造粒机中造粒，控制粒径为6-7mm；

（3）将颗粒送入烘箱以100-110℃的温度烘烤30分钟，然后送入烧结炉中以8-10℃/分钟速率升温至 400-450℃条件下烧结 1.5小时，取出冷却至室温；