專利名稱：一種鋼液脫氧用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種鋼液脫氧用鎂質(zhì)脫氧劑及其制備方法。
背景技術：
隨著科學技術的發(fā)展，用戶對鋼材品質(zhì)的要求越來越高，使得純凈鋼生產(chǎn)成為煉鋼技術發(fā)展的核心之一，采用新工藝盡可能降低鋼中雜質(zhì)元素的含量，特別是降低氧、磷、硫含量和非金屬夾雜物的含量是純凈鋼冶煉工藝研究的主要內(nèi)容。而鋼中最常見的非金屬夾雜物是氧化物和硫化物，所以去除鋼中的氧和硫，改善鋼的質(zhì)量一直是煉鋼生產(chǎn)的重要任務。尋求脫氧和脫硫效率高、成本低的脫氧劑和脫硫劑是冶金工作者長期以來研究的課題。鋁以其脫氧能力強、脫氧效率高、成本低而得到廣泛的應用，但鋁脫氧的反應產(chǎn)物和殘留在鋼中的鋁不僅會造成水口結(jié)瘤，而且會使鋼材性能惡化。鎂在高溫下與氧和硫都有極 大的親和力，且其脫硫能力強、耗量少、反應速度快，在鐵水預脫硫工藝中得到廣泛應用，但由于鎂的熔點(649°C )低，在煉鋼溫度下的蒸汽壓高達2. 038MPa，使得鎂在煉鋼生產(chǎn)中的應用受到限制。Mg加入鋼液中將經(jīng)歷Mg(S) — Mg(I) — Mg(g) — [Mg]的轉(zhuǎn)變過程，發(fā)生溶解、脫氧、脫硫反應、部分在加入的過程中將會燒損。Mg的沸點低、蒸汽壓高，1873K時在鋼液中的溶解度為O. I %，蒸汽壓為2. 238MPa，單獨存在于鋼液中很難發(fā)揮有效作用，目前，一般采用合金方式加入到鋼液深處，有利于提高鎂的利用率。專利CN1548561A “稀土硅鎂鈣鐵合金及其制備方法”中所述脫氧合金組成(重量百分比)Si :45% 60%、Mg :5% 12%、RE :0. 5% 20%、Ca :3% 10%、鐵余量。其制備方法是先用硅石、鐵屑和焦炭熔煉成硅鐵后，把硅鐵熔液或硅塊加入到工頻爐中，再加入稀土、鎂錠、硅鈣和鐵，生成稀土硅鎂鈣鐵合金。該合金可以快速去除鋼液中夾雜物，降低鋼中T
含量。但該脫氧劑首先要制成合金，而且制備工藝較復雜，無論是熔煉硅鐵還是利用現(xiàn)成的硅鐵塊都將消耗大量生產(chǎn)成本，而且從應用效果上來看并不明顯鋼錠中T
:0. 0095、夾雜物總量0. 0097%。專利CN03111436. 9公開了一種不含鋁的煉鋼用硅鈣鋇鎂鐵合金，其組成(重量百分比)Si 40% 50%、Mg :2% 8%、Ba :10% 25%、Ca :6% 10%、余量為鐵。該脫氧劑雖無鋁，但鈣含量低，達不到高端產(chǎn)品如重軌和高速軌脫氧要求，且鎂含量高，回收率低，造成材料的浪費和成本的提聞。專利CN100462445C公開了一種名稱為“低鋁含鎂復合脫氧劑”，脫氧劑組成為(重量百分比)Si :50% 60%、Mg :1% I. 5%、Ba :10% 20%、Ca :12% 18%、余量為鐵。其制備方法是先以石灰石、蘭炭、重晶石、煙煤、硅石、鐵屑為原料加工出硅鈣鋇合金，然后向硅鈣鋇合金中熱兌金屬鎂錠，與CN03111436. 9中所述脫氧劑相比，提高了 Ca含量，有利于形成含鈣硅酸鹽，減少鋼中夾雜物含量，但該脫氧劑首先要制成合金，而且制備工藝較復雜，消耗大量生產(chǎn)成本。專利CN1908198A公開了一種名稱為“一種鋼鐵冶金用鋁鎂合金脫氧劑及其制備方法”，其脫氧劑組成A1 :75% 95%、Mg :5% 25%。制備方法為將金屬鋁、鎂按配比加入到感應爐中，在氮氣保護氣氛下冶煉，氮氣壓力保持在O. IMpa O. 3Mpa，冶煉溫度控制在700°C 900°C，冶煉時間30min 60min，將鋁鎂合金錠碎成IOmm 40mm塊料或破碎成粒度不大于Imm粉末作成包芯線加入鋼液中進行脫氧。該脫氧劑雖組成簡單，但仍是需要制成合金的形式后，以合金塊或包芯線的形式加入鋼液中進行脫氧，使用此合金脫氧要比常用的Al脫氧成本要高。專利CN1624165A“用于鋼液脫氧的稀土鐵合金及其制備方法”和專利CN1439727A “用于鋼液終脫氧的鋁鈣鎂鐵合金及其制備方法”中所述的脫氧劑同樣需要制備成合金，制備工藝復雜，消耗大量成本。并且應用效果并不十分明顯。目前，煉鋼生產(chǎn)過程中所使用的鎂質(zhì)脫氧合金都比較昂貴，而且制備工藝復雜，因此，在煉鋼生產(chǎn)過程中鎂的加入方式和利用率仍是需要解決的技術難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼液脫氧用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑及其制備方法，使其具有鎂質(zhì)合金所具有的鋼液凈化處理效果，降低制備鎂質(zhì)合金生產(chǎn)成本，解決鎂合金制備工·藝復雜等問題。針對目前煉鋼用鎂質(zhì)脫氧劑存在的不足之處，本發(fā)明提供一種鋼鐵冶煉用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑，其組分(重量百分比)鈍化Mg粉10% 50%;流化石灰粉劑10^-201其余為CaC03、MgCO3超細微粉中的一種或兩種混合物30% 80%。本發(fā)明主要是利用附著在Mg粒表面的CaC03、MgCO3顆粒，降低Mg反應溫度，延緩Mg汽化速度，使其加入到鋼液深處，充分與鋼液接觸，而且由于Mg的汽化作用，能很好彌散在鋼液中，具有較強的脫氧和去除及改變夾雜物形態(tài)的能力，能大大增加鋼的純凈度，達到進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。同時可節(jié)約大量制備鎂質(zhì)合金所用費用。該鎂質(zhì)脫氧復合粉劑采用如下方法制備I鎂質(zhì)脫氧復合粉劑原料的制備(I)鈍化Mg粉主要采用鐵水脫硫用鈍化Mg粉即可，但粒度要求小于O. 4mm。(2)流化石灰粉劑主要采用鐵水脫硫用流化石灰粉劑即可，粒度要求小于100 μ m。(3) CaC03、MgCO3、超細微粉的制備應用氣流微粉磨將CaC03、MgCO3原料磨制成粒度小于75 μ m的微粉，磨制過程中加入1%。 I. 5%。的硅油，利用磨制過程中硅油的汽化效果，使其附著在粉劑表面，達到粉劑的流化效果。2鎂質(zhì)脫氧復合粉劑的制備先將所述重量百分比的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將CaC03、MgCO3超細微粉中的一種或兩種分2 4次裝入攪拌機中，每次間隔IOmin 20min,其目的是使超細微粉充分附著在鈍化Mg表面，最后加入所述重量百分比的流化石灰，目的是增加粉劑的流動性，便于噴粉時粉劑的輸送，之后再混合O. 5h I. 5h即可獲得上述復合粉劑。本發(fā)明的優(yōu)點在于利用含鎂復合粉劑代替目前鎂合金進行鋼液凈化處理，降低了制備鎂質(zhì)合金生產(chǎn)成本，解決鎂質(zhì)合金制備工藝復雜等問題。使用該復合粉劑同樣可以減少鋼液中的氧、硫等含量，減少鋼中夾雜物含量、改善夾雜物形態(tài)，可使鋼中氧含量達O. 0020%以下，鋼中夾雜物含量達O. 0030%以下，夾雜物基本變性為鎂鋁尖晶石，尺寸小于5 μ m達90%以上，無聚集狀態(tài)。
具體實施例方式以下實施例用于闡述本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下實施例。對比例以鎂鋁合金為脫氧劑作為本發(fā)明的對比例。鋁鎂合金脫氧劑(化學成分按重量百分比)A1 95%, Mg :5%。將此鋁鎂合金在爐外精煉工位加入到鋼包中用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼脫氧，加入量為O. 6kg/噸鋼。在鑄坯中取樣檢驗，鋼中氧含量為O. 0025%，鑄坯中夾雜物主要為球狀的Al2O3-MgO復合夾雜物和獨立分布的Al2O3，尺寸較小，5 μ m以下為80%，夾雜物含量為O. 0024%。實施例I 鎂質(zhì)復合脫氧劑化學成分按重量百分比為Mg:10% ；CaCO3 80% ;流化石灰10%。將鈍化Mg粒篩分為粒度小于O. 4mm,應用氣流微粉磨將CaCO3磨制成粒度小于75 μ m的微粉，磨制過程中加入1%。的硅油，流化石灰粉劑粒度小于100 μ m。按配比先將10%的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將80%的CaCO3超細微粉分2次裝入攪拌機中，每次間隔lOmin，最后加入10%的流化石灰，之后再混合lh，即可獲得本發(fā)明所述的鎂質(zhì)脫氧復合粉劑。在煉鋼爐外精煉(LF、RH、VD、CAS_OB)及連鑄中間包工位，以噴粉形式將其加入到鋼液中，用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼脫氧，加入量約為O. 2kg/噸鋼。在鑄坯中取樣檢驗，鋼中氧含量為O. 0020 %，鑄坯中夾雜物主要為球狀的Al2O3-MgO復合夾雜物，尺寸較小，5 μ m以下為90 %，夾雜物面積百分含量為O. 0020 %。同時，使用該脫氧復合粉劑與使用鋁鎂合金相比可使成本降低I. 5元 2. O元/噸鋼。實施例2鎂質(zhì)復合脫氧劑化學成分按重量百分比為Mg:10% ；MgC03 75% ;流化石灰15%,將鈍化Mg粒篩分為粒度小于O. 3mm,應用氣流微粉磨將MgCO3磨制成粒度小于75 μ m的微粉，磨制過程中加入I. 1%。的硅油，流化石灰粉劑粒度小于100 μ m。按配比先將10%的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將75%的MgCO3超細微粉分2次裝入攪拌機中，每次間隔15min，最后加入15%的流化石灰，之后再混合lh，即可獲得本發(fā)明所述的鎂質(zhì)脫氧復合粉劑。在煉鋼爐外精煉(LF、RH、VD、CAS-OB)及連鑄中間包工位，以噴粉形式加入到鋼液中，用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼脫氧，加入量約為O. 2kg/噸鋼。在鑄坯中取樣檢驗，鋼中氧含量為
O.0016%,鑄坯中夾雜物主要為球狀的Al2O3-MgO復合夾雜物，尺寸較小，5 μ m以下為92%，夾雜物面積百分含量為O. 0018%。實施例3鎂質(zhì)復合脫氧劑化學成分按重量百分比為Mg 10% ；CaC03+MgC03 75% ;流化石灰15%，將鈍化Mg粒篩分為粒度小于O. 2mm，應用氣流微粉磨將CaC03、MgCO3磨制成粒度小于75 μ m的微粉，磨制過程中加入I. 2%。的硅油，流化石灰粉劑粒度小于100 μ m。按配比先將10%的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將75%的MgCO3XaCO3超細微粉分3次裝入攪拌機中，每次間隔15min，最后加入15 %的流化石灰，之后再混合
I.5h，即可獲得本發(fā)明所述的鎂質(zhì)脫氧復合粉劑。在煉鋼爐外精煉(LF、RH、VD、CAS-0B)及連鑄中間包工位，以噴粉形式加入到鋼液中，用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼脫氧，加入量約為O. 2kg/噸鋼。在鑄坯中取樣檢驗，鋼中氧含量為O. 0015%,鑄坯中夾雜物主要為球狀的Al2O3-MgO復合夾雜物，尺寸較小，5 μ m以下為92%，夾雜物面積百分含量為O. 0016%。實施例4鎂質(zhì)復合脫氧劑化學成分按重量百分比為Mg 20% ；CaCO3 60% ;流化石灰20%.將鈍化Mg粒篩分為粒度小于O. 2mm,應用氣流微粉磨將CaCO3磨制成粒度小于50 μ m的微粉，磨制過程中加入I. 3%。的硅油，流化石灰粉劑粒度小于75 μ m。按配比先將20%的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將60%的CaCO3超細微粉分3次裝入攪拌機中，每次間隔15min，最后加入20%的流化石灰，之后再混合I. 5h，即可獲得本發(fā)明所述的鎂質(zhì)脫氧復合粉劑。在煉鋼爐外精煉(LF、RH、VD、CAS_0B)及連鑄中間包工位，以噴粉形式加入到鋼液中，用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼脫氧，加入量約為O. 2kg/噸鋼。在鑄坯中取樣檢驗，鋼中氧含量為O. 0014%,鑄坯中夾雜物主要為球狀的Al2O3-MgO復合夾雜物，尺寸較小，5 μ m以下為93%，夾雜物面積百分含量為O. 0013%。實施例5鎂質(zhì)復合脫氧劑化學成分按重量百分比為Mg 20% ；CaC03+MgC03 75% ;流化石灰15%。將鈍化Mg粒篩分為粒度小于O. 2mm，應用氣流微粉磨將CaC03、MgC03磨制成粒度小于50 μ m的微粉，磨制過程中加入I. 5%。的硅油，流化石灰粉劑粒度小于75 μ m。按配比先將20%的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將75%的MgCO3XaCO3分3次裝入攪拌機中，每次間隔15min，最后加入15 %的流化石灰，之后再混合I. 5h，即可獲得本發(fā)明所述的鎂質(zhì)脫氧復合粉劑。在煉鋼爐外精煉(LF、RH、VD、CAS-0B)及連鑄中間包工位，以噴粉形式加入到鋼液中，用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼脫氧，加入量約為O. 18kg/噸鋼。在鑄坯中取樣檢驗，鋼中氧含量為O. 0013%,鑄坯中夾雜物主要為球狀的Al2O3-MgO復合夾雜物，尺寸較小，5 μ m以下為94%，夾雜物面積百分含量為O. 0012%。實施例6鎂質(zhì)復合脫氧劑化學成分按重量百分比為Mg 30% ；MgC03 60% ;流化石灰10%.將鈍化Mg粒篩分為粒度小于O. Imm,應用氣流微粉磨將MgCO3磨制成粒度小于50 μ m的微粉，磨制過程中加入I. 5%。的硅油，流化石灰粉劑粒度小于75 μ m。按配比先將30%的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將60 %的MgCO3分3次裝入攪拌機中，每次間隔15min，最后加入10%的流化石灰，之后再混合I. 5h，即可獲得本發(fā)明所述的鎂質(zhì)脫氧復合粉劑。在煉鋼爐外精煉(LF、RH、VD、CAS-0B)及連鑄中間包工位，以噴粉形式加入到鋼液中，用于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼脫氧，加入量約為O. 18kg/噸鋼。在鑄坯中取樣檢驗，鋼中氧含量為
O.0011%,鑄坯中夾雜物主要為球狀的Al2O3-MgO復合夾雜物，尺寸較小，5 μ m以下為94%，夾雜物面積百分含量為O. 0010%。
權利要求
1.ー種鋼鐵冶煉用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑，其特征在于復合粉劑組分的重量百分比為鈍化Mg粉10% 50%;流化石灰粉劑10% 20%、其余為CaC03、MgC03超細微粉中的ー種或兩種混合物30% 80%。
2.根據(jù)權利要求I所述的鋼鐵冶煉用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑，其特征在于鈍化Mg粉粒度小于O. 4mm ;流化石灰粉劑粒度小于100 μ m ；CaCO3> MgCO3超細微粉的粒度小于75 μ m。
3.ー種用于權利要求I或2所述的鋼鐵冶煉用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑的制備方法，其特征在于先將所述重量百分比的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將CaC03、MgC03超細微粉中的ー種或兩種分2 4次裝入攪拌機中，姆次間隔IOmin 20min,最后加入所述重量百分比的流化石灰,之后再混合O. 5h I. 5h。
4.根據(jù)權利要求3所述的鋼鐵冶煉用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑的制備方法，其特征在于CaC03、MgCO3超細微粉應用氣流微粉磨將CaC03、MgCO3原料磨制成粒度小于75 μ m的微粉，磨制過程中加入1%。 I. 5%。的硅油。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋼鐵冶煉用鎂質(zhì)脫氧復合粉劑及其制備方法，復合粉劑組分的重量百分比為鈍化Mg粉10％～50％；流化石灰粉劑10％～20％、其余為CaCO3、MgCO3超細微粉中的一種或兩種混合物30％～80％。復合粉劑的制備方法為先將所述重量百分比的鈍化Mg粉裝入封閉式攪拌機中進行攪拌，在攪拌過程中將CaCO3、MgCO3超細微粉中的一種或兩種分2～4次裝入攪拌機中，每次間隔10min～20min，最后加入所述重量百分比的流化石灰，之后再混合0.5h～1.5h。本發(fā)明利用含鎂復合粉劑代替目前鎂合金進行鋼液凈化處理，降低了制備鎂質(zhì)合金生產(chǎn)成本，解決鎂質(zhì)合金制備工藝復雜等問題。可使鋼中氧含量達0.0020％以下，鋼中夾雜物含量達0.0030％以下，夾雜物基本變性為鎂鋁尖晶石，尺寸小于5μm達90％以上，無聚集狀態(tài)。
文檔編號C21C7/06GK102827999SQ20111016002
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者陳本文, 王曉峰, 栗紅, 王勇, 康偉, 蘇春霞 申請人:鞍鋼股份有限公司