[发明专利]一种适用于冶炼超低磷不锈钢的纳米氧化脱磷剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于冶炼超低磷不锈钢的纳米氧化脱磷剂及制备方法。本发明的纳米氧化脱磷剂按照重量百分数计，其由以下组分组成：纳米CaO 10％～30％，纳米BaCO₃35～65％，Cr₂O₃3～7％，CaF₂15～30％、纳米碳粉0.2～2％，其总重量满足100％。本发明的脱磷剂在AOD炉内进行熔炼，其比一般的脱磷剂能得到高的脱磷率，且不会引入新的影响钢的性能的杂质元素，对环境的污染小等，是极具有发展潜力的脱磷剂系。

技术领域

本发明涉及不锈钢冶炼技术领域，尤其是一种适用于冶炼超低磷不锈钢的纳米氧化脱磷剂及制备方法。

背景技术

不锈钢中的磷对其性能有很大的影响，一般为保证不产生应力腐蚀和焊接裂纹都要求磷小于0.0 1％，在一些特殊情况下要求含磷量小于0.005％，而现在生产中的磷含量约为0.03％。因此有必要对不锈钢进一步脱磷进行研究。不锈钢脱磷技术可分为氧化脱磷和还原脱磷两种。还原脱磷法，脱磷效率高，但有“回磷”现象，冶炼过程中还会产生有害气体，污染环境。而且工序复杂，脱磷产物难以处理，成本高，因而未能广泛应用。近年来人们把研究的重点转向了氧化脱磷，已开发出了一系列渣系，以达到去磷保铬的目的。

美国开发的以锰代镍的奥氏体不锈钢，由于其成本较低，我国江浙一带的大型民营企业和部分国有企业纷纷开展200系列不锈钢的生产，主要采用传统的中频炉、电弧炉+AOD冶炼工艺，按照该种工艺路线冶炼的不锈钢，磷含量都在0.30％以上，钢液的冶金反应不足，无法有效的进行脱磷。由磷元素带入的夹杂物等杂质难以排除，对不锈钢铸件的力学性能，微观组织产生很大的影响。

对于不锈钢，由于钢中存在含量比较高的易烧损元素铬，过分提高脱磷剂的氧化能力显然是不可行的。因此，对于不锈钢的脱磷，只有通过增大钢中磷的活度系数(例如对钢水适当增碳)，采用强碱性氧化物(如BaO等)降低渣中P₂O₅的活度系数以及适当控制脱磷处理温度等途径来提高脱磷率。

BaO渣系则可以在较低碳含量条件下，实现对含铬不锈钢的脱磷，符合不锈钢脱磷的实际，是近年来不锈钢脱磷研究的重点渣系。另外，多种脱磷剂组成的复合渣系，如CaO-BaO等已被证明可以取得很好的脱磷效果，将是今后脱磷渣开发的主要方向。为保证使渣的磷酸盐容量达最大值，应在保证熔渣反应性能的前提下，使脱磷剂及氧化剂含量处于或接近饱和状态。(Cr₂O₃)对炉渣的粘度有很大的影响。对(Cr₂O₃)含量接近饱和的氧化脱磷渣，控制好炉渣的性能，以保证反应的动力学条件和工艺操作条件是至关重要的。纳米氧化脱磷剂CaO-BaO系可解决这一问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于冶炼超低磷不锈钢的纳米氧化脱磷剂及制备方法。本发明制备方法简单，成本低廉；制得的纳米氧化脱磷剂可用于冶炼超低磷不锈钢，用量少。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种适用于冶炼超低磷不锈钢的纳米氧化脱磷剂，按照重量百分数计，其由以下组分组成：纳米CaO 10％～30％，纳米BaCO₃35～65％，Cr₂O₃3～7％，CaF₂15～30％、纳米碳粉0.2～2％，其总重量满足100％。优选的，按照重量百分数计，其由以下组分组成：纳米CaO 10％～30％，纳米BaCO₃35～65％，Cr₂O₃3～6.5％，CaF₂18～29％、纳米碳粉0.5～1.5％，其总重量满足100％。

本发明中，纳米CaO、纳米BaCO₃和纳米碳粉的粒径均在1～100nm之间。