專利名稱:液態(tài)金屬的可噴反應(yīng)劑的制作方法
本發(fā)明涉及可向液態(tài)金屬噴射的含鎂和/或含鋁的反應(yīng)劑。
鎂(Mg)是一種熟知的可向液態(tài)金屬噴射的反應(yīng)劑。在某些情況下，可以用鎂作為合金劑、或作為脫氧劑、或作為脫硫劑和在某些情況下作為球化劑。鋁(Al)也可作一種可向液態(tài)金屬噴射的反應(yīng)劑，特別是借助于鈣的化合物，如石灰(Ca O)，即可用來(lái)作為液態(tài)鐵的脫硫劑。可以用鈣(Ca)取代鎂，而且與Mg或Al沒(méi)有成本競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。
眾所周知，Mg粉或Al粉可與鈣的化合物，例如Ca O，一道噴入鐵水中，或者是以粒狀鈣的化合物與Mg粉或Al粉制成的物理混合物;或者是分期逐次的噴射鎂或鋁及鈣的化合物。
附帶公布一些有代表性的這種工藝的情況如下美國(guó)專利第4，137，072號(hào)透露了一種至少?gòu)腗g、Ca和Al中選定一種金屬和至少?gòu)腗gO、Ca O和Al2O3中選定一種金屬氧化物混合制成的模鑄球團(tuán)。該專利顯示出對(duì)Mg+MgO的偏愛(ài)。該專利還透露在這種混合物中使用一種有機(jī)聚合物粘接料作為非強(qiáng)制性的配料。
美國(guó)專利第4，139，369號(hào)透露了一種用鎂粉同Ca O、Ca CO3、Ca C2或Ca Mg(CO3)2制成的混合物，其中，鈣的化合物粒度是從0.06～3mm和鎂的粒度是從0.060～0.095mm。
美國(guó)專利第4，173，466號(hào)透露了用散碎的鎂、鈣和鐵的堅(jiān)實(shí)的小片制成的可噴反應(yīng)劑，其中鐵是主要配料。
美國(guó)專利第4，182，626號(hào)透露用粉狀金屬M(fèi)g和極細(xì)顆粒的堿土金屬化合物相結(jié)合的一種分期混合方法。
美國(guó)專利第4，209，325號(hào)透露一種堿土金屬同燒結(jié)Ca O的混合物，其中Ca O至少含有一種熔劑，所說(shuō)熔劑系指氧化鋁、堿金屬氟化物、堿上金屬氟化物或者碳酸鈉。
美國(guó)專利第4，586，955號(hào)透露用鋁粉同氧化鈣(Ca O)為盛鋼桶中的高溫金屬脫硫。
美國(guó)專利第4，559，084號(hào)和第4，421，551號(hào)透露裹鹽鎂粒用于鐵水脫硫。
盡管總的來(lái)說(shuō)用鎂或鋁顆粒與諸如CaO和CaC一道作為液態(tài)金屬(如鐵水)的可噴反應(yīng)劑取得了成功，如其成分均勻，操作方便和安全以及在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和處理時(shí)產(chǎn)品不會(huì)發(fā)生離析等，但是，在工業(yè)規(guī)模的噴粉中，使液態(tài)金屬不產(chǎn)生過(guò)分且有害的噴濺方面仍需作出努力。
本發(fā)明專門屬于為液態(tài)工藝金屬制取可噴反應(yīng)劑的方法，該方法包括下列步驟在一種基本上可避開外部反應(yīng)物的氣氛中，以小量液態(tài)金屬反應(yīng)劑浸滲到粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑的固態(tài)顆粒中去，冷卻經(jīng)這樣浸滲過(guò)的顆粒直到金屬反應(yīng)劑凝固，和回收有金屬反應(yīng)劑滲入其中的粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑，所說(shuō)金屬反應(yīng)劑含量小于顆粒重量的50%。
本發(fā)明屬于為液態(tài)工藝金屬制取可噴反應(yīng)劑的方法，所說(shuō)液態(tài)工藝金屬的熔點(diǎn)高于950℃，包括下列步驟從鋁、鎂及其合金中選定一種液態(tài)反應(yīng)劑金屬同至少?gòu)腃a、Mg和Al中選定一種金屬所構(gòu)成的至少是一種固態(tài)粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物混合起來(lái)，把上述混合操作放在一個(gè)基本上能避開外部反應(yīng)物的環(huán)境中進(jìn)行，經(jīng)過(guò)一段足夠的時(shí)間，使液態(tài)金屬反應(yīng)劑得以在所說(shuō)的無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物中達(dá)到基本上均勻的分布，由此完成液態(tài)反應(yīng)劑金屬向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物顆粒內(nèi)的浸滲，
冷卻混合物到低于液態(tài)反應(yīng)劑金屬凝固點(diǎn)的溫度，并且回收經(jīng)所說(shuō)的反應(yīng)劑金屬浸滲過(guò)的粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物，所說(shuō)金屬反應(yīng)劑含量小于顆粒重量的50%。
此外，本發(fā)明還屬于液態(tài)工藝金屬的可噴反應(yīng)劑，所說(shuō)的反應(yīng)劑包括一種用金屬反應(yīng)劑浸滲過(guò)的粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑顆粒，其中金屬反應(yīng)劑含量小于顆粒重量的50%。
用液態(tài)Mg或Al，或其合金(即金屬反應(yīng)劑)向如Ca O、Ca C2、Mg O、Ca Al2O4、煅燒白云石或其混合物，或如Al2O3等等其中的至少一種固態(tài)粒狀無(wú)機(jī)堿土金屬反應(yīng)劑化合物，在液態(tài)金屬反應(yīng)劑的量不超過(guò)粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑物料的數(shù)量的條件下完成浸滲的辦法制取本發(fā)明的可噴反應(yīng)劑。在某些實(shí)例中，只要Mg或Al是熱的，為防止它們與空氣發(fā)生反應(yīng)，就要始終將其置于惰性氣體(特別是氬)的保護(hù)之下。
完成液態(tài)金屬反應(yīng)劑向粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑物料浸滲的一種辦法是向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑自然地添加液態(tài)金屬反應(yīng)劑，最好伴隨著攪拌，由此，使液態(tài)金屬反應(yīng)劑滲透到無(wú)機(jī)反應(yīng)劑顆粒中。另一種方法是把粒狀Mg或Al，或其合金(即金屬反應(yīng)劑)同粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑按所要求的比例混合起來(lái)，然后，加熱此混合物使金屬反應(yīng)劑熔化，從而完成液態(tài)金屬反應(yīng)劑向固態(tài)無(wú)機(jī)反應(yīng)劑的滲透。
液態(tài)金屬反應(yīng)劑滲透到粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑里面以后，將此混合物冷卻，使金屬凝固在無(wú)機(jī)顆粒內(nèi)。如果由于金屬反應(yīng)劑存在于顆粒的表面而使有些顆粒粘接在一起，如果需要，一種可行的辦法是研碎這種顆粒團(tuán)塊，從而得到易流動(dòng)的粒狀產(chǎn)品。
稱用Mg或Al，或其合金浸滲過(guò)的粒狀無(wú)機(jī)物料(在下文作更詳細(xì)的描述)為本發(fā)明的可噴反應(yīng)劑，其中，粒狀無(wú)機(jī)物料占可噴反應(yīng)劑總重量的主要部分。
為了敘述的簡(jiǎn)潔方便，采用了下列統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)1.“金屬反應(yīng)劑”這里指用于“可噴反應(yīng)劑”中的Mg、Al或其合金;
2.“粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑”這里指“金屬反應(yīng)劑”浸滲其中的堿土金屬化合物和/或鋁化合物;
3.“浸滲”這里與“滲透”和“吸液”是同義語(yǔ)，均指“滲入其中”的作用，4.“可噴的”或“可噴反應(yīng)劑”系指經(jīng)“金屬反應(yīng)劑”浸滲過(guò)的“粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑”，“可噴反應(yīng)劑”作為一種液態(tài)工藝金屬的可噴反應(yīng)劑特別有益，它是金屬反應(yīng)劑和無(wú)機(jī)反應(yīng)劑的合成物;
5.“工藝金屬”是向其噴射或引入可噴反應(yīng)劑的金屬。
本發(fā)明的可噴反應(yīng)劑是由用金屬反應(yīng)劑浸滲的粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑所構(gòu)成，所說(shuō)浸滲系指液態(tài)金屬反應(yīng)劑被吸收和滲透到粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑中而言，接著使金屬反應(yīng)劑凝固。在某些實(shí)例中，是在基本上避開了外部反應(yīng)氣氛，如空氣(指空氣中的氧和水分)的環(huán)境中完成浸滲的。推薦氬作為無(wú)反應(yīng)的惰性氣氛，并很快得到認(rèn)可。Ca C2不會(huì)促使金屬反應(yīng)劑出現(xiàn)氧化，因此，當(dāng)所用無(wú)機(jī)反應(yīng)劑只有Ca C2時(shí)，往往不必用氬作為保護(hù)氣氛，而可直接利用環(huán)境空氣，但是，若空氣濕度太大時(shí)就有害了，應(yīng)盡量避開。
可以用把液態(tài)金屬反應(yīng)劑混入固態(tài)粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑，接著使之凝固的辦法完成金屬反應(yīng)劑的浸滲，如果需要，可將粘接在一起的團(tuán)塊打碎并研磨以便得到較好的顆粒形態(tài)。為了取得最佳結(jié)果，應(yīng)將無(wú)機(jī)反應(yīng)劑預(yù)熱至金屬反應(yīng)劑熔點(diǎn)以上的溫度，這樣即可避免在充分混合之前液態(tài)金屬反應(yīng)劑就已經(jīng)凝固了。
然而，通常推薦的把金屬反應(yīng)劑浸滲到粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑中的方法是首先將粒狀金屬反應(yīng)劑同粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑混合起來(lái)，然后加熱到足以使金屬反應(yīng)劑熔化的溫度，但此時(shí)無(wú)機(jī)反應(yīng)劑并未熔化，由此完成金屬反應(yīng)劑向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑的浸滲，接著冷卻到使金屬凝固。還有，在某些實(shí)例中，特別是當(dāng)金屬反應(yīng)劑還是熱的時(shí)候，要使用惰性氣氛，如氬，來(lái)避開外部反應(yīng)氣氛，如空氣。對(duì)于打碎的顆粒團(tuán)塊有時(shí)可能需要重新研磨。
上述一些制作可噴反應(yīng)劑的每一種方法均具備一些特點(diǎn)，在某種情況下，可能某種方法是值得推薦的。例如，如果所要用的金屬反應(yīng)劑已經(jīng)處于可用的液態(tài)狀態(tài)，如已在金屬或其合金的制作點(diǎn)，那么，由于可將液態(tài)金屬直接倒入粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑中混合，因而可以節(jié)約制作費(fèi)用。但是，如果可用的金屬尚未熔化，那么，最好是在熔化金屬完成浸滲之前，把未熔化的粒狀金屬同粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑混合。采用這種方法，在金屬熔化之前，就得到了基本均勻的混合物，并且使金屬達(dá)到熔點(diǎn)溫度所需的時(shí)間也縮短了，因此節(jié)約了能源。此外，由于在固態(tài)粒狀時(shí)兩種反應(yīng)劑就進(jìn)行了預(yù)混合，因而會(huì)得到更均勻的產(chǎn)品，特別對(duì)于大批量生產(chǎn)更為有利。
如果把小量的液態(tài)金屬反應(yīng)劑混入一批粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑中，則一些無(wú)機(jī)顆?？赡鼙灰簯B(tài)金屬所徹底滲透，而另一些無(wú)機(jī)顆粒則可能僅吸入少量金屬液，或甚至沒(méi)有吸入金屬液。將兩種顆粒狀態(tài)的反應(yīng)劑充分混合后，將構(gòu)成一種均勻的混合物，但不是一批均質(zhì)的產(chǎn)品。顆粒的均勻混合物是可行的。但是，一批顆粒的均質(zhì)產(chǎn)品則更為可取。
從Mg、Al及其合金，特別是Mg或其合金中選定金屬反應(yīng)劑。
顆粒無(wú)機(jī)反應(yīng)劑是堿土金屬化合物和/或鋁化合物，在以本發(fā)明方法制取可噴反應(yīng)劑時(shí)，上述無(wú)機(jī)反應(yīng)劑基本上是穩(wěn)定的。在制取可噴反應(yīng)劑過(guò)程中，如果伴隨無(wú)機(jī)反應(yīng)劑引進(jìn)了任何外部反應(yīng)物，如空氣或水分，則會(huì)發(fā)生某些不良反應(yīng)，為此，在無(wú)機(jī)反應(yīng)劑與金屬反應(yīng)劑混合之前，最好先預(yù)熱無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物，從而將空氣、水分或其它可能同金屬反應(yīng)劑發(fā)生反應(yīng)并能降低金屬反應(yīng)劑效力的易揮發(fā)的外部物質(zhì)排除掉。制成的可噴反應(yīng)劑中，始終保持金屬反應(yīng)劑的反應(yīng)效力是合乎需要的，因此，要保護(hù)所要求的金屬反應(yīng)劑的反應(yīng)性直到冶煉工藝金屬作業(yè)之時(shí)。因而，當(dāng)金屬反應(yīng)劑向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑顆粒內(nèi)浸滲時(shí)，除可能出現(xiàn)的無(wú)論什么揮發(fā)物的放出之外，希望發(fā)生較小的，或者不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。然而，如果察覺(jué)到可能有一些空氣(氧)或水分存在，一種可行的辦法是添加足夠超量的金屬反應(yīng)劑，其中一些金屬反應(yīng)劑即可轉(zhuǎn)變?yōu)镸g O或Al2O3，這樣就增加了無(wú)機(jī)反應(yīng)劑的數(shù)量。
可以在一混合器內(nèi)(該混合器被設(shè)計(jì)成既可使不同的固體顆粒在其中混合，又可使液體同固體顆粒在其中混合)把粒狀金屬反應(yīng)劑同粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑混合起來(lái)?？梢圆捎眉訜岬幕剞D(zhuǎn)容器，該容器可以在高溫足以熔化金屬反應(yīng)劑的溫度下操作?？梢栽谶@種混合工藝操作者的技藝范圍內(nèi)選定或設(shè)計(jì)適當(dāng)型式和尺寸的混合容器，這對(duì)于他們是特別必要的，其中還包括，如果需要，還可向這種容器內(nèi)提供一種作為墊料或凈化劑的惰性氣體?？砂呀饘兕w粒和無(wú)機(jī)顆粒在低于金屬顆粒熔點(diǎn)的溫度下預(yù)先混合好，然后將這種反應(yīng)劑混合物送入加熱的混合容器中，加熱后金屬顆粒熔化，由此完成液態(tài)金屬向無(wú)機(jī)顆粒的浸滲。
本發(fā)明的可噴反應(yīng)劑對(duì)冶煉工藝金屬(特別是熔點(diǎn)溫度在950℃以上的工藝金屬，而且這種工藝金屬有多種需要，如脫氧、脫硫、球墨化或改善含硅量等)具有多種好處。本發(fā)明的可噴反應(yīng)劑作為液態(tài)的黑色金屬，脫氧或脫硫劑是特別有益的。在一給定的用途中，所需反應(yīng)劑的數(shù)量由工藝金屬處理作業(yè)的操作者確定。
本發(fā)明的可噴反應(yīng)劑通常是顆粒狀的，其中粒度小得足以通過(guò)8網(wǎng)目(2.38mm)的篩網(wǎng)(美國(guó)篩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn))，較好的可通過(guò)40網(wǎng)目(0.42mm)的篩網(wǎng)，最好的可通過(guò)100網(wǎng)目(0.149mm)的篩網(wǎng)?？梢酝ㄟ^(guò)帶惰性氣流(如氮或氬)的噴槍或通過(guò)噴絲技術(shù)即可把可噴反應(yīng)劑噴入液態(tài)的工藝金屬內(nèi)。噴絲技術(shù)就是把可噴反應(yīng)劑包入一小直徑中空的金屬管內(nèi)，最后熔于工藝金屬中。例如，為液態(tài)鐵(或鋼)脫硫時(shí)，把填滿可噴反應(yīng)劑的薄壁焊接的小徑中空鐵(或鋼)管以一定速度插入鐵水中，插入速度則由作業(yè)操作人員根據(jù)要求達(dá)到的結(jié)果所必需的速度進(jìn)行控制。用噴槍或噴絲的辦法噴射可噴反應(yīng)劑在冶金工業(yè)中早已為大家所熟知，無(wú)需進(jìn)一步說(shuō)明。還有，在什么溫度處理液態(tài)工藝金屬將由作業(yè)操作人員確定。
液態(tài)金屬反應(yīng)劑當(dāng)然是在或者高于金屬反應(yīng)劑熔點(diǎn)的溫度才能夠浸滲入無(wú)機(jī)反應(yīng)劑，但是，最好不要太靠近金屬反應(yīng)劑的氣化點(diǎn)，因?yàn)橄喈?dāng)高的金屬氣壓力可能引起金屬反應(yīng)劑逃逸到大氣中的損失。Mg的熔點(diǎn)是約650℃，Al的熔點(diǎn)是660℃。Mg和Al的各種合金的氣化點(diǎn)可從各種課本和出版物中找到。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，Mg在800℃～900℃的范圍內(nèi)具有粘滯度低又不太可能氣化的特點(diǎn)。
例如，在用鎂為金屬反應(yīng)劑的情況下，如果在一種制作方法中，Mg是主要配料，并與部分Ca O反應(yīng)劑接觸，當(dāng)把液態(tài)鎂添加到一批Ca O反應(yīng)劑中時(shí)，溫度必須保持在715℃以上，以免產(chǎn)生Mg·Ca合金。只要在制作可噴反應(yīng)劑時(shí)，以Ca O反應(yīng)劑為主要配料，以液態(tài)鎂為次要配料，那么，就可以避免產(chǎn)生Mg·Ca合金，甚至在液態(tài)鎂的溫度低于715℃也不會(huì)產(chǎn)生Mg·Ca合金。因此，在可噴反應(yīng)劑中按其總重量，Ca O應(yīng)占較大部分(大于50%)，而Mg應(yīng)占較小部分(小于50%);較好是Mg在5%～40%范圍內(nèi)，最好是在25%～35%范圍內(nèi)。
在液態(tài)金屬反應(yīng)劑向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑浸滲時(shí)，用高孔隙率顆粒比用低孔隙率顆粒(即密度大)要好。例如Al2O3顆粒，當(dāng)將其加熱至極高溫度，特別是在1000℃～1200℃以上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致Al2O3顆粒密度增加(成為少孔的);這種增加了密度的顆粒變得幾乎象陶瓷材料，不會(huì)吸收太多的液態(tài)金屬，因此，液態(tài)金屬往往主要被吸附在顆粒的表面上。
按本發(fā)明制作的可噴反應(yīng)劑呈現(xiàn)出一些明顯的優(yōu)點(diǎn)，超過(guò)了金屬顆粒和無(wú)機(jī)顆粒只是自然地混合后制成的可噴反應(yīng)劑。按本發(fā)明制作的可噴反應(yīng)劑優(yōu)點(diǎn)如下在儲(chǔ)存、處理和運(yùn)輸時(shí)不會(huì)發(fā)生離析，能夠更有效地脫硫，各批產(chǎn)品之間更加一致和很少出現(xiàn)不合格的工藝金屬。
下列實(shí)施例闡述了各種具體實(shí)施辦法，但是，本發(fā)明并不局限于所描述的這些具體實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，所有的“份”和百分率都是按重量而言，除非另有說(shuō)明。
實(shí)施例1.鎂浸滲的Ca O在氬的氣氛中，把按重量計(jì)20份Mg的微粒狀粉末與按重量計(jì)40份干燥煅燒的微粒狀Ca O均勻地混合在一起。把混合好的混合物放在一個(gè)陶瓷容器內(nèi)，并放在一個(gè)氬凈化爐內(nèi)預(yù)熱，使其達(dá)到800℃～900℃，并加熱約10分鐘，由此Mg粉熔化，并“滲入”Ca O顆粒中。把這些顆粒從爐內(nèi)取出，并在氬氣氛中冷卻。在環(huán)境溫度和空氣中，很容易處理這些顆粒，實(shí)驗(yàn)證明用研缽和杵即可很容易把顆粒團(tuán)塊研碎。由于在鎂粉熔化之前已經(jīng)均勻地混合過(guò)，所以這種產(chǎn)品基本上是均質(zhì)的，也就是說(shuō)每個(gè)顆粒和其它顆粒一樣，具有同樣的成分。由于爐子的預(yù)熱溫度是800℃～900℃，這樣要比爐子以低溫操作(例如在650℃～750℃)使鎂金屬粉末熔化得更快。
一種可行的方法是把液態(tài)鎂添加到煅燒的Ca O中，并伴之以混合操作，但是，由于液態(tài)鎂在有機(jī)會(huì)均勻地分布到全部Ca O顆粒之前，已完全浸滲入某些顆粒之中，又由于為使液態(tài)鎂更全面地分布以便使產(chǎn)品更接近均質(zhì)，需要較長(zhǎng)的混合時(shí)間，所以，這種將液態(tài)鎂直接倒入顆粒Ca O中的做法只能制取均質(zhì)性較差的產(chǎn)品。
此外，如果采取把Ca O顆粒加到液態(tài)鎂中的方法，那么，在開始時(shí)，至少要有一個(gè)混合容器，為了還要添加一定數(shù)量的Ca O，這個(gè)容器要大大超過(guò)液態(tài)鎂的體積。但是，這種方法往往會(huì)引起Ca O和Mg發(fā)生反應(yīng)，形成相當(dāng)多的Mg O和Mg·Ca合金。由于本發(fā)明所采用的制作技術(shù)中Ca O的數(shù)量總是大于Mg的數(shù)量，從而有效地避免了上述Ca O和Mg發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象。
實(shí)施例2.鎂浸滲的Ca C2在試驗(yàn)室的環(huán)境氣氛中，把20份鎂粉同40份Ca C2(-300網(wǎng)目)均勻地混合起來(lái)。將此混合物放于爐內(nèi)預(yù)熱至800℃～900℃，由此，鎂熔化，于是被Ca C2吸收。約10分鐘后，把吸收了鎂液的Ca C2顆粒從爐中取出并冷卻。任何粘接的團(tuán)塊很容易用研缽和杵研成粉末。
值得注意的是，若使用Ca C2就是并未使用含氧化物的反應(yīng)劑，這樣，其操作環(huán)境就無(wú)需用氬凈化以排除空氣。由于氧化物(如Ca O)往往會(huì)促使金屬鎂(當(dāng)其是熱的或液態(tài)時(shí))的氧化，從而打亂了在最終的可噴反應(yīng)劑中Mg含量的目標(biāo)值，增加了Mg O的含量。但是，任何存在于混合物中的氧化鎂其功能均可作為可噴反應(yīng)劑的無(wú)機(jī)反應(yīng)劑份額中的一部分。
實(shí)施例3.鎂浸滲的Ca C2根據(jù)例2的方法，用20份鎂粉同60份顆粒狀Ca C2制作的可噴反應(yīng)劑。除了鎂占總量的約25%，例2中鎂占總量的約33%而有所不同之外，其它各項(xiàng)結(jié)果基本相同。
實(shí)施例4.Mg浸滲的Mg O按例1的制作程序，用約12份鎂粉同約35份顆粒狀Mg O，在氬氣氛中生產(chǎn)的一種可噴反應(yīng)劑。當(dāng)冷卻到室溫時(shí)，在普通的環(huán)境空氣中即可對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行處理。粘接的團(tuán)塊可用研缽和杵將其搗碎。
實(shí)施例5.鎂浸滲的Ca Al2O4按照例2的程序，以“普通的”環(huán)境空氣作為生產(chǎn)氣氛，用約27份鎂粉和約80份粒狀鋁酸鈣(Ca Al2O4)制作的可噴反應(yīng)劑。團(tuán)塊可用研缽和杵搗碎。
實(shí)施例6.Mg浸滲的Al2O3按例2的程序，在環(huán)境氣氛中，用30份鎂粉和90份Al2O3粉制作的可噴反應(yīng)劑。在普通的空氣中即可很方便地處理這種產(chǎn)品。粘接的團(tuán)塊較難破開，這顯然是因?yàn)锳l2O3的孔隙率極小，大量的鎂聚集在Al2O3顆粒的表面使它們粘接在一起的緣故。
實(shí)施例7.Mg浸滲的Ca O/Mg O(煅燒白云石)按照例1的程序，在氬氣氛中，用20份鎂粉和60份粒狀煅燒白云石制作的可噴反應(yīng)劑。當(dāng)將其冷卻到室溫時(shí)，即可在普通的環(huán)境空氣中處理這種產(chǎn)品。用研缽和杵搗碎粘接的團(tuán)塊。
實(shí)施例8.Mg浸滲的Ca O/Ca C2按例1的程序，在氬氣氛中，用20份鎂粉，30份干的煅燒的粒狀Ca O，和30份粒狀Ca C2(-300網(wǎng)目)制作的可噴反應(yīng)劑。在普通空氣中即可處理這種粉末。用研缽和杵即可很容易地將粘接的團(tuán)塊打碎。
實(shí)施例9.Mg浸滲的Ca O這個(gè)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的各種方法和產(chǎn)品沒(méi)有受到小量附加的鹽類或其它類似配料存在的嚴(yán)重影響。這里所用的粒狀鎂是外裹一層鹽的小顆粒。如美國(guó)專利第4，559，084號(hào)中所透露的那樣。這種裹鹽鎂粒(鎂占總量的約92%)的粒度將可全部通過(guò)8網(wǎng)目的篩網(wǎng)。
按例1的程序，在氬氣氛中，用20份裹鹽鎂粒同約60份干燥煅燒粒狀Ca O成功地制取的可噴反應(yīng)劑。鹽(多半是堿金屬的囟化物)的存在對(duì)于工藝操作或利用可噴反應(yīng)劑處理液態(tài)工藝金屬均未產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。但是，若鹽太多會(huì)增加工藝金屬的噴濺量。
實(shí)施例10.鎂浸滲的Ca C2用和例9一樣的方法，只是在普通的空氣中，取20份裹鹽鎂粒同60份Ca C2(-300網(wǎng)目)成功地制作的可噴反應(yīng)劑。
實(shí)施例11.鎂浸滲的Ca O/Ca C2采用與例9同樣的方法，在氬氣氛中，用20份裹鹽鎂粒同30份Ca O和30份Ca C2制作的一種可噴反應(yīng)劑。
實(shí)施例12.Mg浸滲的Ca O這個(gè)實(shí)施例證實(shí)，所用的鎂可以是除粉末或粒狀以外其它的形式。
采用與例1一樣的方法，在氬氣氛下，用20份散碎的鎂屑(車屑)同60份干燥煅燒的粒狀Ca O成功地制作的一種可噴反應(yīng)劑。
實(shí)施例13.Mg浸滲的Ca O/Ca C2采用與例12同樣的方法，用20份鎂屑和30份Ca O及30份Ca C成功地制作的一種可噴反應(yīng)劑。
實(shí)施例14.同用Mg/Ca O混合物制取可噴反應(yīng)劑的先有技術(shù)的比較。
在小規(guī)模的示范中，用本發(fā)明的可噴反應(yīng)劑和通常采用的有代表性的先有技術(shù)所制取的鎂粉與石灰粉的自然混合物之間進(jìn)行了對(duì)比的操作。在這些操作中采用帶氮?dú)饬鞯膰姌屚瓿蓢娚浞磻?yīng)劑的操作。共進(jìn)行3種大致同樣噴射強(qiáng)度的操作。
在反應(yīng)劑中相對(duì)的(1)反應(yīng)劑 Mg的百分率 脫硫效率(%)Mg/Ca O混合物(2)30 45M.I.L.(3)30 60M.I.C.C.(4)30 90(1)脫硫的相對(duì)效率。
(2)先有技術(shù)的一例鎂粉和石灰粉的混合物。
(3)鎂浸滲的石灰。
(4)鎂浸滲的碳化鈣。
如上所述，M.I.L.作為一種脫硫劑，比先有技術(shù)的混合物脫硫效率幾乎高50%。M.I.C.C.則是先有技術(shù)混合物脫硫效率的兩倍。此外，M.I.L.和M.I.C.C.在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理時(shí)都不會(huì)使金屬鎂和Ca的化合物分開。
實(shí)施例15.同用先有技術(shù)制取的Mg/Ca O混合物的比較在一個(gè)大規(guī)模試驗(yàn)中，用帶氮?dú)饬鞯膰姌屜蚬I(yè)規(guī)格的盛鋼桶噴射可噴反應(yīng)劑，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)以便對(duì)M.I.L.(本發(fā)明的Mg浸滲的石灰)和用先有技術(shù)制取的Mg/Ca O混合物作出比較。兩種反應(yīng)劑中的含鎂量按重量都是約25%。除標(biāo)準(zhǔn)偏差外，還確定了平均脫硫效率。
反應(yīng)劑 效率 標(biāo)準(zhǔn)偏差Mg/Ca O(先有技術(shù)的) 39 19M.I.L.(本發(fā)明的) 61 9這個(gè)比較結(jié)果比上述實(shí)施例的小規(guī)模試驗(yàn)中所取得的效率結(jié)果更能說(shuō)明問(wèn)題。M.I.L.比用先有技術(shù)制取的混合物效率高約50%，并且各次操作之間的偏差很小。
權(quán)利要求
1.一種為液態(tài)工藝金屬制造可噴反應(yīng)劑的方法，該方法包括下列步驟取小量液態(tài)金屬反應(yīng)劑，在基本上可以避開外部反應(yīng)物的氣氛中，浸滲到大量粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑的固態(tài)顆粒中，冷卻經(jīng)過(guò)如此浸滲的顆粒，直到金屬反應(yīng)劑凝固，和回收已有金屬反應(yīng)劑浸滲其中的粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑，所說(shuō)金屬反應(yīng)劑按這種顆粒重量應(yīng)小于50%。
2.權(quán)利要求
1的方法，其中的金屬反應(yīng)劑從鎂、鋁及其合金中選定，并且其中的金屬反應(yīng)劑按其重量是可噴反應(yīng)劑總重量的5%～45%。
3.權(quán)利要求
1或2的方法，其中金屬反應(yīng)劑按重量是可噴反應(yīng)劑總重量的25%～35%。
4.權(quán)利要求
1、2或3的方法，其中無(wú)機(jī)反應(yīng)劑是鋁化合物或堿土金屬化合物。
5.權(quán)利要求
1、2或3的方法，其中無(wú)機(jī)反應(yīng)劑從Ca O、Ca C2、MgO、Ca Al2O4、Al2O3和這些化合物的混合物中選定。
6.前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求
的方法，其中為完成金屬反應(yīng)劑向粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑內(nèi)的浸滲，可采用把粒狀金屬反應(yīng)劑同無(wú)機(jī)反應(yīng)劑混合，然后熔化金屬反應(yīng)劑，由此得到液態(tài)金屬反應(yīng)劑向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑顆粒內(nèi)的浸滲。
7.權(quán)利要求
1～5的任何一項(xiàng)的方法，其中，為完成金屬反應(yīng)劑向粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑內(nèi)的浸滲，可采用添加并混合液體狀態(tài)的金屬反應(yīng)劑到粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑中，由此得到液態(tài)金屬反應(yīng)劑向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑顆粒內(nèi)的浸滲。
8.一種為液態(tài)工藝金屬制取可噴反應(yīng)劑的方法，所說(shuō)液態(tài)工藝金屬熔點(diǎn)高于950℃，該方法包括下列步驟把從鋁、鎂及其合金中選定的液態(tài)金屬反應(yīng)劑同時(shí)至少是從Ca、Mg和Al中選定的一種金屬所形成的至少是一種固態(tài)粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑混合在一起，把上述混合物放到一個(gè)基本上可避開外部反應(yīng)物的環(huán)境中，經(jīng)過(guò)一段足以使液態(tài)金屬反應(yīng)劑在所說(shuō)的無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物中基本上分布均勻的時(shí)間，由此完成液態(tài)反應(yīng)劑金屬向無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物顆粒內(nèi)的滲透。冷卻此混合物到液態(tài)反應(yīng)劑金屬的凝固點(diǎn)溫度以下，和回收經(jīng)過(guò)所說(shuō)的經(jīng)反應(yīng)劑金屬滲透過(guò)的粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑化合物，所說(shuō)金屬反應(yīng)劑小于顆粒重量的50%。
9.一種冶煉工藝金屬用的可噴反應(yīng)劑，所說(shuō)反應(yīng)劑包括已被金屬反應(yīng)劑浸滲過(guò)的粒狀無(wú)機(jī)反應(yīng)劑顆粒，其中金屬反應(yīng)劑按顆粒的重量小于50%。
10.權(quán)利要求
9的可噴反應(yīng)劑，其中所說(shuō)的金屬反應(yīng)劑按可噴反應(yīng)劑的總重量占5%～45%。其中的金屬反應(yīng)劑從鎂、鋁及其合金中選定。
11.權(quán)利要求
9或10的可噴反應(yīng)劑，其中，無(wú)機(jī)反應(yīng)劑是鋁的化合物或堿土金屬化合物。
12.權(quán)利要求
9、10或11的可噴反應(yīng)劑，其中，無(wú)機(jī)反應(yīng)劑從Ca O、Ca C2、Mg O、Ca Al2O4、Al2O3和這些的混合物中選定。
專利摘要
本發(fā)明涉及有益于注入液態(tài)工藝金屬，如鐵水中的各種可噴反應(yīng)劑，其制作方法是用少量液態(tài)金屬反應(yīng)劑，如Mg或Al，或其合金向大量無(wú)機(jī)反應(yīng)劑，如堿土金屬氧化物和/或堿土金屬碳化物的小顆粒中浸滲，然后，使液態(tài)金屬反應(yīng)劑凝固，由此得到滲透了金屬反應(yīng)劑的無(wú)機(jī)反應(yīng)劑顆粒，從而最終制成了可噴反應(yīng)劑。
文檔編號(hào)C21C7/04GK87105780SQ87105780
公開日1988年6月15日 申請(qǐng)日期1987年8月24日
發(fā)明者愛(ài)得華·J·斯卡克, 約瑟夫·H·瓦比爾, 戴維德·W·布拉克 申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan