[发明专利]一种增碳剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增碳剂及其制备方法，增碳剂包括以下质量份数的各组分：酸化石油焦100～120份、将焦化碳80～100份、石墨料40～60份、碳电极粉末30～40份、自由碳12～16份和粘结剂1～3份。制作时先进行冷冻粉碎将孔隙中的水分凝结形成冰晶，粉碎时冰晶受到压力作用引起破裂，从而将酸化石油焦和焦化碳分离成纳米级的超细石油焦粉末；然后超声分散后，在氮气保护状态下在150～200℃且负压下下进行脱氮脱氢处理，有效降低了杂质，大大增加了钢液对碳的吸收率；增碳剂在使用过程中在铁水中下沉和分散流动，不易进入渣中而烧损，提高增碳效果；且经过碳化处理，碳具有六方石墨结构，有利于铁水在凝固温度下增加凝固所需的晶核，从而提高增碳效果。

技术领域

本发明涉及一种增碳剂及其制备方法。

背景技术

冶金企业在炼钢生产过程中，常常需要对钢水进行增碳处理，以满足各种规格钢材的含碳量要求，目前，主要通过在出钢过程和精炼过程中，将增碳剂加入到钢水中对钢水进行增碳处理。

目前在用的增碳剂种类较多，主要包括焦炭、人造石墨、煅烧石油焦、天然石墨、无烟煤以及用这类材料配成的混合料。其中，人造石墨增碳剂较为优质，其主要采用制造石墨电极时的切屑、石墨块和废旧电极等材料制成，但由于原料来源受限、价格较高，因此，增碳剂的市场价格也相对高昂。

随着冶炼新工艺日渐发展成熟，市场对于增碳剂的要求也越来越高，以适应高质量的冶炼需要。现有的这些增碳剂在使用过程中均存在不同程度的缺陷，主要是增碳剂与钢水界面相容性较差，加入钢水使用后，很快浮到钢水表面，不能穿透钢水，从而容易进入渣中烧损，导致增碳效果变差。因此，开发一种具有良好增碳效果，同时与钢水界面相容性好的增碳剂成为业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中增碳剂与钢水界面相容性较差的缺陷，提供一种增碳剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种增碳剂的制备方法，包括以下质量份数的各组分:

酸化石油焦100～120份、将焦化碳80～100份、石墨料40～60份、碳电极粉末30～40份、自由碳12～16份和粘结剂1～3份。

优选的，一种增碳剂的制备方法，包括以下质量份数的各组分:

酸化石油焦110份、将焦化碳90份、石墨料50份、碳电极粉末35份、14的自由碳和粘结剂2份。

进一步的，所述的碳电极粉末为碳纳米管粉末、气相生长碳纤维粉末或碳气凝胶粉末中的任意一种。

进一步的，所述的粘结剂包括以下重量份数的各组分：40～45份丙烯酸乳液、7～9份聚乙烯醇、4～7份聚已内酯、10份十二烷基苯磺酸钠、1～2份粘土、2～5份乙二醇、1～2份碳酸二甲酯、1～1.5份呋喃唑酮和50～55份水。

一种增碳剂的制备方法，包括以下步骤：

1)、将酸化石油焦和焦化碳以液氮为冷冻研磨介质，进行冷冻粉碎；

2)、向1)所得的混合物中加入石墨料、碳电极粉末，超声分散10～20min后，在氮气保护状态下在150～200℃且压力在-0.05～-0.1MPa的条件下放置1～2小时；

3)、加入自由碳和粘结剂，搅拌反应1～3h后从室温升温至1800～2800℃,保温5～10h，然后炉内自然降温至室温，造粒，得到增碳剂。

进一步的，升温至150～200℃，保温1～3小时，然后升温至600～1200℃，保温反应2～4h后，然后升温至1800～2800℃，保温4～5小时，随炉冷却至室温。优选的，升温至180～200℃，保温2小时，然后升温至1000～1200℃，保温反应3h后，然后升温至2200～2400℃，保温3小时，随炉冷却至室温。