專利名稱：硅鈣碳脫氧劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種脫氧劑，具體涉及一種轉(zhuǎn)爐煉鋼硅鈣碳脫氧劑。
隨著煉鋼行業(yè)的形勢發(fā)展，需要提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低煉鋼成本。傳統(tǒng)的煉鋼脫氧采用鋁餅、硅鈣、硅鋁鐵、硅鋁鋇、硅鋁鈣鋇等鐵合金進行煉鋼脫氧，增大了煉鋼成本，操作工藝比較麻煩。另外隨著澆注鋼坯的發(fā)展，有模注轉(zhuǎn)化連注工藝，脫氧效果差，鋼質(zhì)易出現(xiàn)氣孔、氣泡、夾雜物、連鑄結(jié)瘤等。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種脫氧效果好、煉鋼工藝更簡便、安全可靠的硅鈣碳脫氧劑。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是該脫氧劑為深灰白色顆粒粉劑，粒度不大于5厘米，由工業(yè)用原料SiC、CaC2、SiFe混合而成，其中(質(zhì)量百分含量)Ca35-50％、C15-30％、Si10-25％、AL2O32-4.5％、Fe2O33-5％、S0.01-0.04％、P2O50.01-0.02％、MnO0.5-1％、H2O0.5％。
由于本發(fā)明采取了上述技術(shù)方案與原有的脫氧劑相比，工藝簡便易行，安全可靠，不僅具有良好的脫氧、脫硫、增碳效果，有效的改變鋼水流動性，凈化鋼液，降低成本，經(jīng)濟效益顯著。
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的技術(shù)特征作進一步描述。
本發(fā)明為深灰白色顆粒粉劑，粒度不大于5厘米，由工業(yè)用原料SiC、CaC2、SiFe混合而成，其中(質(zhì)量百分含量)Ca35-50％、C15-30％、Si10-25％、AL2O32-4.5％、Fe2O33-5％、S0.01-0.04％、P2O50.01-0.02％、MnO0.5-1％、H2O0.5％。
出鋼前，先將硅鈣碳脫氧劑一種全部加入鋼包(也有一些爐次留一部分在出鋼過程中加入)，然后再出鋼加硅鐵、錳鐵合金進行鋼的脫氧合金化。出完鋼后鋼水送到吹氬站，先用MED-1-B型雙鉑銠定氧探頭快速測定鋼中的氧活度，然后進行測溫，預(yù)吹氬。經(jīng)處理后的鋼水送往連鑄機，連鑄成鋼坯。
眾所周知，單一的金屬鈣、金屬鋇、金屬鋁是非?；顫姷膲A土金屬，具有很強的脫氧作用。但是，鈣鋇的沸點低(約1450℃)、鋁的沸點更低(約650℃)，另外，在煉鋼溫度下，蒸氣壓非常高，一般在1600℃時為1.98大氣壓。同時鈣、鋇在鐵中的溶解度很小，一般0.15-0.16％。在1600℃時的鈣、鋇、鋁蒸氣壓為0.16MPa，在鋼水中極易汽化蒸發(fā)，會造成強烈的沸騰飛濺，導(dǎo)致鈣、鋇、鋁的回收利用率低。
而硅鈣碳脫氧劑中的鈣是以化合物CaC2形式存在的，它與鋼水之間存以下反應(yīng)<脫氧反應(yīng)>
<脫硫氧反應(yīng)>
CaC2在鋼渣界面還存在以下反應(yīng)<脫氧反應(yīng)>
通過這些反應(yīng)，實現(xiàn)鋼的脫氧脫硫；因此采用硅鈣碳脫氧劑加入鋼水后產(chǎn)生的鈣蒸氣較小，鈣的回收利用率也就高。同時反應(yīng)產(chǎn)物是CaO和CO氣體，前者可提高鋼包中爐渣的堿度，后者在鋼水內(nèi)上升的過程中對鋼水具有攪拌作用，有利于反應(yīng)產(chǎn)物的上浮而凈化鋼液。
硅鈣碳脫氧劑中還含有一定量的Si和C，也起脫氧作用。另外還具有一個特點，是它呈細顆粒狀，與含鈣、含鋁或含鋇的其它塊狀脫氧材料相比，它的溶解受邊界濃度的影響小，溶解快，提高反應(yīng)速度，從而也提高了鈣、硅、碳等元素的利用率。這與鋼包喂線，合金元素回收率高的原理基本相同。
表1冶煉普碳鋼、20MnSi鋼使用不同脫劑的脫氧效果
由表1可見，硅鈣碳脫氧劑的脫氧效果好，吹氬前鋼水平均氧含量為63.2ppM。冶煉20MnSi鋼用硅鈣碳作脫氧時，吹氬前鋼水氧含量波動在42-75ppm，平均58.7ppm。說明用硅鈣碳作脫氧劑，不需加喂絲線，也完全滿足脫氧要求。
表2冶煉不同鋼種采用不同脫氧劑的脫硫效果
(注表2中的兩種脫氧劑的主要成份與表1相同。)由表2可知，硅鈣碳脫氧劑具有更好的脫硫效果，冶煉普碳鋼平均脫硫率達到27.42％；冶煉20MnSi鋼平均脫硫率達45.1％。如果使用這種脫氧劑，煉鋼終點含硫量可以提高0.005-0.01％。這樣，不僅可以減少脫硫的石灰加入量，還可以減少因拉硫造成以后，從而降低鐵耗，減輕爐襯的侵蝕和爐襯消耗，最終達到進一步降低成本的目的。
用硅鈣碳脫氧劑的脫氧產(chǎn)物主要是CO和CaO，其中CO不但不會產(chǎn)生夾雜物，而且CO在從鋼液溢出過程中能促使其它夾雜物隨之上浮，同時硅鈣碳設(shè)計的脫氧產(chǎn)物為低溶點鋁酸鈣，能及時從鋼液中上浮排出。此外，鈣在煉鋼溫度下，還能與硅形成液態(tài)硅酸鈣，這些液態(tài)的微小夾雜物在上浮過程中容易碰撞、聚集、長大，鈣還能促進鋼液中夾雜物球化變性，有利于排出而凈化鋼液。
以上這些特點的綜合效果是凈化鋼液、改善鋼水流動性，提高鋼的質(zhì)量。在全部試驗爐次中，連鑄順利進行，有發(fā)生連鑄中包水口堵塞現(xiàn)象。這對增加連鑄爐數(shù)，增產(chǎn)降耗都有重要意義。
硅鈣碳脫氧劑，與傳統(tǒng)的硅鋁鐵、硅鋁鋇、硅鈣鐵、硅鈣鋇相比，可提高合金回收率，降低煉鋼成本。
表3煉碳結(jié)鋼兩種脫氧工藝鋼中元素收得率的對比
表4煉20MnSi兩種脫氧工藝元素收得率的對比
注①高碳FeMn含Mn=66％；②FeS含Si=73.5％；③FeSiBa含Si=64％；④FeMnAL含含Mn=31 61％、AL=21.9％⑤FeSiBaCa含Si=53.30％、Ba=19.85、Ca=13.40％⑥FeSiAL含Si=18-20％、Al=48-50％。
由表3、表4看出，Si元素提高5-10％，Mn元素提高7-14％，Al元素提高5-8％。所以完全保證鋼成品Si、Mn、C質(zhì)量前體下，可減少硅鐵、錳鐵、增碳劑的加入量。煉20MnSi鋼、硅鐵減少7.5％，噸鋼節(jié)約為1000×0.60％÷72.5％÷79.43％-1000×0.60％÷72.5％÷88.83％=1.10Kg。
錳鐵減少10％，噸鋼節(jié)資為1000×1.35％÷66％÷84.78％-1000×1.35％÷66％÷94.97％=2.57Kg；節(jié)約增碳劑為0.8kg，節(jié)約喂絲線0.274kg。
表5兩種脫氧劑用20MnSi鋼的成品成分對比
表6兩種脫氧劑用20MnSi鋼的力學(xué)性能檢驗結(jié)果對比 使用硅鈣碳脫氧劑能有效地凈化鋼液，改善鋼水流動性，防止連鑄中包水口結(jié)瘤。
表7煉20MnSi鋼用硅鈣碳脫氧與其它脫氧材料成本相比
由表7可以看出使用硅鈣碳脫氧與傳統(tǒng)用其它合金脫氧材料工藝比噸鋼降低成本13元-9元=4元使用硅鈣碳脫氧劑作終脫氧具有良好的脫氧和脫硫效果，脫氧能滿足鎮(zhèn)靜鋼完全脫氧的要求。冶煉普碳鋼吹氬前鋼水中氧含量平均降到63.2ppM，脫硫率達到27.42％；煉20MnSi鋼，吹氬前鋼水中氧含量，鋼平均降到58.7ppm。脫硫率達到45.1％。
使用硅鈣碳脫氧劑，可以獲得顯著的經(jīng)濟效益。普碳鋼噸鋼可降低成本1.82元；20MnSi鋼噸鋼可降低成本4元。
該氧化劑易受潮風(fēng)化，在運輸、存放過程中必須防潮，而且存放期最多不超過三個月。
權(quán)利要求
1.一種硅鈣碳脫氧劑，其特征在于為顆粒粉劑，粒度不大于5厘米，由工業(yè)用原料SiC、CaC2、SiFe混合而成，其中(質(zhì)量百分含量)Ca35-50％、C15-30％、Si10-25％、AL2O32-4.5％、Fe2O33-5％、S0.01-0.04％、P2O50.01-0.02％、MnO0.5-1％、H2O0.5％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種硅鈣碳脫氧劑，其特征在于Ca38.9％.Si16.2％、C15％、余量為AL2O3、Fe2O3、S、P2O5、MnO、H2O。
全文摘要
本發(fā)明為轉(zhuǎn)爐煉鋼脫氧劑技術(shù)領(lǐng)域提供了一種硅鈣碳脫氧劑,其主要特征是由工業(yè)用原料SiC、CaC
文檔編號C21C7/06GK1311338SQ0010207
公開日2001年9月5日 申請日期2000年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月26日
發(fā)明者袁雪梅 申請人:袁雪梅