專利名稱：新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵工業(yè)中使用的阻氧覆蓋劑，尤其是一種新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)成為世貿(mào)組織成員國(guó)，各行各業(yè)都將加入到全球商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中去，迫使企業(yè)從新材料、新技術(shù)上尋找出路，提高產(chǎn)量質(zhì)量，降低成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力，保住現(xiàn)有的市場(chǎng)份額和爭(zhēng)取新的市場(chǎng)空間。我國(guó)1.2億噸/年鋼鐵產(chǎn)量，是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，鋼鐵的質(zhì)量直接與其價(jià)格和利潤(rùn)相關(guān)。晶粒細(xì)化和阻氧覆蓋是提高鋼鐵產(chǎn)品韌性必須的工藝過程。目前，煉鐵、鑄鐵、煉鋼、鋼鐵重熔、鋼鐵產(chǎn)品的制造中用于晶粒細(xì)化、阻氧覆蓋和助熔都是各施其物，分步進(jìn)行，成本高居不下。公開號(hào)1372010的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)案提供一種用于金屬鑄造行業(yè)澆鑄包中熔化金屬保溫所用的覆蓋劑，其特征是由空心微珠(漂珠)與谷殼灰混合加工而成，具有保溫效果好，集渣性能強(qiáng)，且不粘包的特點(diǎn)。配方中使用的為漂珠、膨脹珍珠巖，保溫方面與本發(fā)明有類同之處，但無(wú)晶粒細(xì)化等功能。
公開號(hào)1372012的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)案提供一種用于金屬鑄造行業(yè)澆注包中熔化金屬保溫所用的覆蓋劑，其特征是由空心微珠(漂珠)與谷殼灰混合加工而成，具有保溫效果好，集渣性能強(qiáng)，且不粘包的特點(diǎn)。配方中使用的為漂珠，保溫方面與本發(fā)明有類同之處，但無(wú)晶粒細(xì)化等功能。
公開號(hào)1396960的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)案提供一種用于鋼的晶粒細(xì)化方法。將一種具有Fexy成分的晶粒細(xì)化合金加入到鋼水之中，加入量為鋼水重量的0.01％至5％之間。配方是以Fe為主的載體。其它xy元素輔之合成合金。添加量與本發(fā)明近似，但非一劑多用。
公開號(hào)1363691的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)案公開了一種不銹鋼精煉劑，其成分及重量配比為RE10～35％、Ba10～30％、Mg0.4～6％、Si10～30％、V5～24％、Mn4～16％、Ti4～20％余量為鐵。將其制成顆粒狀用于不銹鋼時(shí)具有晶粒細(xì)化、穩(wěn)定奧氏體提高力學(xué)性能，降低生產(chǎn)成本。配方中含有微量成分與本發(fā)明有類同之處，但僅用于不銹鋼，而非本發(fā)明通用于煉鋼煉鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)成本低，無(wú)污染，適用領(lǐng)域廣，施用量小、效果好，鋼鐵質(zhì)量高的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑。
以粉煤灰中分離提取比重大于1的微珠為主，輔以鐵、鎂硅酸鹽類、鋁硅酸鹽類、鹵素類化合物、堿土金屬類、鈣、鎂固熔體、碳酸復(fù)鹽類、偏硅酸鹽類等原料，經(jīng)物理、化學(xué)復(fù)合方法制成完全可以替代金屬類晶粒細(xì)化劑和碳化稻殼阻氧覆蓋劑用作鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋兼助熔的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑。
本發(fā)明的技術(shù)方案是以粉煤灰微珠為主，輔以其它添加料，制成多功能晶粒細(xì)化阻氧覆蓋兼及助熔劑，完全替代昂貴金屬類晶粒細(xì)化劑和碳化稻殼阻氧覆蓋劑在鋼鐵生產(chǎn)中施加量小，成本低，一次投料替代多次加料，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，改變工作環(huán)境，提高鋼鐵質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)資源再利用。
本發(fā)明由0.1μm～250μm粒徑的顆粒組成，含有活性高的Ca、Si、Al、Ti、Fe、Mg、Mn、Cr、Mo、Ni、Zr、Sc、Sr、Eu、Ta、Y、Yb、S、C、N、F等四十余種元素的多種氧化物、硫化物、氮化物、氟化物等，含量在0.0001％至70％之間。它們進(jìn)入鋼鐵熔液中，形成成分理想且彌散細(xì)小的氧硫化物顆粒，能夠迅速參與凝固，降低、抑制晶粒長(zhǎng)大速度，與鋼鐵成分反應(yīng)，促進(jìn)擇優(yōu)成核，強(qiáng)化核心，而提高相變形核率，生成細(xì)長(zhǎng)晶須和細(xì)小晶粒，是晶粒粒徑在5μm以內(nèi)，達(dá)到晶粒細(xì)化的明顯效果，提高金屬材料的強(qiáng)度和塑性，部分類熔融狀浮于液面形成阻氧覆蓋層。
以比重大于1的微珠為主要原料，輔以鐵、鎂、鋁硅酸鹽類、鋁硅酸鹽類、鹵素化合物類，堿土金屬類、鈣、鐵固熔體、碳酸復(fù)合鹽類、偏硅酸鹽類等分別一種或幾種混合，在混合中產(chǎn)生物理化學(xué)轉(zhuǎn)化結(jié)合，篩析至0.1μm～250μm，含水率小于1％，即得晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑。其工藝方法如下a.取原料重量份數(shù)為微珠50～80％，一種或多種輔料20～50％。
b.將微珠、一種或多種輔料混合均勻，入球磨機(jī)混磨，保持研磨溫度在150～200℃，篩析測(cè)粒徑級(jí)配，水分防潮包裝。
將比重大于1的微珠與其它材料復(fù)合成具有晶粒細(xì)化阻氧覆蓋兼及助熔多功能劑直接投入鐵水、鋼水中，既可一步完成晶粒細(xì)化、阻氧覆蓋及助熔功能。加入量?jī)H為鋼鐵重量的0.5％～5％，成本低廉。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.本發(fā)明微珠來(lái)源各地均有的固體廢棄物粉煤灰中分離提取的比重大于1的微珠，材料易得、廉價(jià)實(shí)現(xiàn)資源再利用。完全可以替代昂貴的金屬類細(xì)化劑，且使用其作為原料可享受國(guó)家減免稅收待遇。
2.本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的工藝設(shè)備和工藝過程。
3.本發(fā)明生產(chǎn)成本低，無(wú)污染，完全可以工業(yè)化生產(chǎn)。
4.用本發(fā)明生產(chǎn)的用于鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，適用領(lǐng)域廣，施用量小、效果好，穩(wěn)定提高鋼鐵質(zhì)量。
5.本發(fā)明用于鋼鐵生產(chǎn)中一次投料替代多次加料，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。
具體實(shí)施例方式1.分離提取粉煤灰中比重大于1，顆粒粒徑0.1μm～250μm的微珠，處理后含水率小于1％。
2.與鐵、鎂鋁硅酸鹽類化合復(fù)配成材料①3.與鋁硅酸鹽類化合復(fù)配成材料②4.與鹵素化合物化合復(fù)配成材料③5.與堿土金屬化合復(fù)配成材料④6.與鈣、鐵固熔體化合復(fù)配成材料⑤7.與碳酸復(fù)合鹽化合物復(fù)配成材料⑥8.與偏硅酸鹽化合物復(fù)配成材料⑦9.將①～⑦混合復(fù)配入球磨機(jī)混磨成粒徑范圍在0.1μm～250μm的材料，即得到可應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)的具有多功能的晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑。
將比重大于1的微珠與輔料根據(jù)鋼鐵品種、結(jié)晶溫度、壓力、一次結(jié)晶、二次結(jié)晶、實(shí)際結(jié)晶、過冷度等條件和生產(chǎn)工藝、澆注方法、化學(xué)成分、用途的不同，配合比有所差別。本發(fā)明新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑幾乎可以用于所有共析鋼、亞共析鋼和過共析鋼；根據(jù)冶煉方法的不同可用于轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼和電爐鋼；根據(jù)鋼液的澆注方法的不同可用于沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼；根據(jù)化學(xué)成分的不同主要用于占鋼總產(chǎn)量90％左右的碳素鋼和合金鋼以及鑄鐵、合金生鐵、球磨鑄鐵、球光體鑄鋼、鐵素體鑄鋼、馬氏體鑄鋼、奧氏體鑄鋼、重熔鋼；根據(jù)爐襯材料的不同可用于酸性電爐鋼和堿性電爐鋼。
實(shí)施例表1河南豐源實(shí)業(yè)股份有限公司的粉煤灰微珠化學(xué)組成

以河南豐源實(shí)業(yè)股份有限公司粉煤灰中分離提取比重大于1的微珠(成份如表1)50％～80％，配以鐵、鎂鋁硅酸鹽(如水云母)1％～30％、碳酸復(fù)合鹽化合物(如白云石)1％～10％、鋁硅酸鹽(如長(zhǎng)石)1％～10％、偏硅酸鹽(如硅灰石)1％～10％、鹵素化合物(如氟石)1％～10％、堿土金屬(如斑脫石)1％～10％、鈣、鐵固熔體(如赤泥)1％～10％，分別與微珠在100℃左右化合后混合均勻入球磨機(jī)混磨，篩析＜250μm，水分小于1％，即得成品，試驗(yàn)后顯示晶粒細(xì)化效果優(yōu)于現(xiàn)用的Ti、Cr、Ni類金屬晶粒細(xì)化劑使鋼鐵晶粒更細(xì)，晶須長(zhǎng)，且耐磨抗腐蝕性和韌性均優(yōu)于金屬類晶粒細(xì)化劑，具有微珠光體，高強(qiáng)高韌的特點(diǎn)，阻氧覆蓋效果達(dá)90％，高于現(xiàn)在常用的碳化稻殼阻氧覆蓋劑的效果(約為70％)。
權(quán)利要求
1.一種新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是包括以下步驟；(1)取原料重量份數(shù)為比重大于1的微珠50～80％，輔料20～50％；(2)將微珠與一種或多種輔料混合均勻，入球磨機(jī)混磨，保持研磨溫度在150～200℃混磨成粒徑在0.1μm～250μm，含水率小于1％的材料，防潮包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是輔料為鐵、鎂鋁硅酸鹽類，如水云母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是輔料為鋁硅酸鹽類，如長(zhǎng)石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是輔料為鹵素化合物，如氟石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是輔料為堿土金屬，如斑脫石。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是輔料為鈣、鐵固熔體，如赤泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是輔料為碳酸復(fù)合鹽化合物，如白云石。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，其特征是輔料為偏硅酸鹽，如硅灰石。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型多功能鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，包括以下步驟；(1)取原料重量份數(shù)為比重大于1的微珠50～80％，輔料20～50％；(2)將微珠與一種或多種輔料混合均勻，入球磨機(jī)混磨，保持研磨溫度在150～200℃混磨成粒徑在0.1μm～250μm，含水率小于1％的材料，防潮包裝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.本發(fā)明微珠來(lái)源各地均有的固體廢棄物粉煤灰中分離提取的比重大于1的微珠，材料易得、廉價(jià)實(shí)現(xiàn)資源再利用。完全可以替代昂貴的金屬類細(xì)化劑，且使用其作為原料可享受國(guó)家減免稅收待遇。2、發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的工藝設(shè)備和工藝過程。3、本發(fā)明生產(chǎn)成本低，無(wú)污染，完全可以工業(yè)化生產(chǎn)。4、用本發(fā)明生產(chǎn)的用于鋼鐵晶粒細(xì)化阻氧覆蓋劑，適用領(lǐng)域廣，施用量小、效果好，穩(wěn)定提高鋼鐵質(zhì)量。
文檔編號(hào)C21C7/076GK1580293SQ0312628
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者楊久俊, 黃明, 楊沛森, 盧青 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)