專利名稱：復(fù)合含碳球團(tuán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，主要涉及鋼鐵冶煉用的含碳球團(tuán)。
背景技術(shù)：
含碳球團(tuán)顧名思義就是球團(tuán)中含有一定的炭素，如含有焦炭、煤、石墨碳、木炭等。在鋼鐵冶金領(lǐng)域中，在不同的工藝中，出于某一冶金工藝的要求，采用不同的含碳球團(tuán)，但普通的冶金用含碳球團(tuán)，其含碳量均較低，一般不超過30％，如用于生產(chǎn)海綿鐵的球團(tuán)，通常含碳量為10-20％，其作用是碳在整個(gè)焙燒過程中作為還原劑使用；在高爐或豎爐生產(chǎn)過程中所用的含鐵燒結(jié)球團(tuán)，一般配以5％的焦炭粉，其中的炭素是焙燒時(shí)作為發(fā)熱劑、粘結(jié)劑之用。
此外，電爐煉鋼或鑄鋼的主要原料是廢鋼，包括非結(jié)構(gòu)件或非承重件的廢棄鋼材，這些都是輕薄廢鋼料，其含碳量均較低，一般碳含量在0.15～0.35％之間，而且由于放置時(shí)間長，通常放置在露天，廢鋼極易生誘，用這種廢鋼在電爐里煉鋼時(shí)，根據(jù)冶煉鋼種的碳含量，需要在爐料中配備碳素。在配備碳素時(shí)，由于需要考慮碳的燒損及一部分碳還要參與對(duì)氧化鐵的還原反應(yīng)，故需配加較高的碳量。通常配碳的物料有生鐵塊、鐵水、塊狀焦炭、廢石墨電極或含碳球團(tuán)，以及向鋼水中噴射粉狀的含碳材料等。在上述配碳物料中，含碳球團(tuán)由于生產(chǎn)容易、價(jià)廉及使用方便，是電爐煉鋼最常用的配碳物料之一，即是常用的冶金爐料。
在現(xiàn)有技術(shù)中，電爐煉鋼最常用的含碳球團(tuán)是以焦炭粉為主要原料，配以一定量的粘結(jié)劑制成，其含碳量達(dá)80％以上。但該含碳球團(tuán)的主要缺點(diǎn)是增碳效果差，達(dá)不到電爐用廢鋼煉鋼的增碳要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能滿足電爐煉鋼或鑄鋼或其它冶金配碳要求的復(fù)合含碳球團(tuán)。
針對(duì)上述目的，本發(fā)明提出了如下技術(shù)方案，即本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)的化學(xué)成份(wt％)為含碳材料40～80％，金屬氧化物10～42％，稀土氧化物5～30％，粘結(jié)劑2～10％，增強(qiáng)劑1～5％，膨脹劑1～5％，鋼材加工切屑1～4％。
含碳材料為焦炭粉、不定型石墨粉、石油焦粉、廢石墨電極粉或無煙煤粉中任一種或任兩種以上之和。
金屬氧化物為MgO、CaO、BaO中任一種或任兩種以上之和。
稀土氧化物為CeO2、Ce2O3、La2O3、Nd2O3中任一種或任兩種以上之和。
含碳材料、金屬氧化物及稀土氧化物為粉狀物，其粒徑為0.001～3.0mm；粘結(jié)劑為酚醛樹脂、石臘、焦油、礦物油、石油、甲醇溶解松香、固體瀝青或液體瀝青中任一種或任兩種以上之和。
增強(qiáng)劑為鋼纖維或植物纖維中任一種或任兩種以上之和。
膨脹劑為片狀蛭石或CaCO3中任一種或任兩種以上之和。其中膨脹片狀蛭石的膨脹率大于10倍。
粘結(jié)劑、增強(qiáng)劑、膨脹劑及鋼材加工切屑的粒徑為0.0001～0.001mm。
在上述化學(xué)成份中，含碳材料為主要原料，其主要作用是促使冶煉鋼種增加所需要的碳含量，即滿足鋼種增碳要求。
金屬氧化物的加入，是為了提高冶煉鋼種對(duì)碳的吸收能力，這也是從實(shí)踐中總結(jié)出來的一個(gè)結(jié)論。
化學(xué)成份中加入稀土氧化物是為了鋼種在增碳的同時(shí)，提高鋼材的潔凈度，提高其韌性，因稀土在鋼液中能減少鋼中夾雜物，去除有害氣體，并能凈化晶界，細(xì)化晶粒，從而提高鋼的韌性。
粘結(jié)劑以液態(tài)形式加入復(fù)合含碳球團(tuán)物料中，當(dāng)粘結(jié)劑在常溫下為固態(tài)時(shí)，加熱成液態(tài)后再加入球團(tuán)物料中；由于球團(tuán)中含有金屬氧化物和稀土氧化物，故不能使用含水粘結(jié)劑或水溶液粘結(jié)劑。粘結(jié)劑加入球團(tuán)中，一是使球團(tuán)中的所有物料凝結(jié)成團(tuán)，一是在球團(tuán)表面形成一層保護(hù)膜，使球團(tuán)中的各種氧化物與空氣隔絕，保持球團(tuán)的固有性能，保持球團(tuán)的強(qiáng)度，使之不破裂。
增強(qiáng)劑及鋼材加工切屑的加入，一是為了增強(qiáng)球團(tuán)的強(qiáng)度，使之在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過程中不破裂，保持球團(tuán)的固有性能；二是便于調(diào)整球團(tuán)的比重，使之加入鋼水時(shí)，能迅速沉入鋼水中，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
膨脹劑的作用是為了使復(fù)合含碳球團(tuán)在高溫下具有膨脹性，使球團(tuán)加入鋼水中后，迅速膨脹，增大比表面積，有利于增碳和物化反應(yīng)，加快鋼種的冶煉速度，縮短冶煉時(shí)間。
本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)的制造方法如下首先按照其化學(xué)成份進(jìn)行配料，并將固體物料進(jìn)行破碎碾壓，達(dá)到所需的粒度，然后將固體粉末物料放入混料機(jī)中進(jìn)行攪拌混合，混合均勻后，再投入液態(tài)粘結(jié)劑，并再次進(jìn)行攪拌混合，混合均勻后將最終的混合物料送入壓球機(jī)中，壓制成球團(tuán)，待球團(tuán)干躁后，即成為本發(fā)明所述的復(fù)合含碳球團(tuán)。
本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)的強(qiáng)度高，其單個(gè)球體的抗壓強(qiáng)度達(dá)到5Mpa以上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)①本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)加入鋼水中，增碳效果顯著、穩(wěn)定。
②本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)不僅能增碳，而且能減少鋼中夾雜物，去除有害氣體，并能凈化晶界，細(xì)化晶粒，從而提高鋼的韌性。
③由于復(fù)合含碳球團(tuán)耐壓強(qiáng)度高，使之在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過程中不破裂，保持球團(tuán)的固有性能。
④由于球團(tuán)中加入了增強(qiáng)劑及鋼材加工切屑，能調(diào)整球團(tuán)的比重，使之加入鋼中時(shí)，能迅速沉入鋼水中，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)的化學(xué)成份，制備了5批復(fù)合含碳球團(tuán)，其具體的化學(xué)成份如表1所示。將制備的5批復(fù)合含碳球團(tuán)分別在30噸的電爐煉鋼中進(jìn)行增碳試驗(yàn)，復(fù)合含碳球團(tuán)與廢鋼一并加入電爐中開始冶煉，在冶煉過程中，首先測(cè)量了廢鋼熔清時(shí)(氧化末期)鋼水的碳含量，測(cè)量結(jié)果列入表2中。表2中還列入了復(fù)合含碳球團(tuán)的加入量和單個(gè)球體的抗壓強(qiáng)度。為了對(duì)比，在同一電爐中分別加入增碳劑生鐵塊和焦炭塊，進(jìn)行增碳試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果也列入表2中。由表2看出，本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)增碳效果顯著。
表1實(shí)施例復(fù)合含碳球團(tuán)的化學(xué)成份(wt％)

表2實(shí)施例電爐煉鋼增碳試驗(yàn)結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于它的化學(xué)成份(wt％)為含碳材料40～80％，金屬氧化物10～42％，稀土氧化物5～30％，粘結(jié)劑2～10％，增強(qiáng)劑1～5％，膨脹劑1～5％，鋼材加工切屑1～4％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于含碳材料為焦炭粉、不定型石墨粉、石油焦粉、碎石墨電極粉或無煙煤粉中任一種或任兩種以上之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于金屬氧化物為MgO、CaO、BaO中任一種或任兩種以上之和。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于稀土氧化物為CeO2、Ce2O3、La2O3、Nd2O3中任一種或任兩種以上之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于粘結(jié)劑為酚醛樹脂、石臘、焦油、礦物油、石油、甲醇溶解松香、固體瀝青或液體瀝青中任一種或任兩種以上之和。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于增強(qiáng)劑為鋼纖維或植物纖維中任一種或任兩種以上之和。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于膨脹劑為片狀蛭石或CaCO3中任一種或任兩種以上之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于膨脹片狀蛭石的膨脹率≥1000％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合含碳球團(tuán)，其特征在于含碳材料、金屬氧化物及稀土氧化物的粒徑為0.001～3.0mm；粘結(jié)劑、增強(qiáng)劑、膨脹劑及鋼材加工切屑的粒徑為0.0001～0.001mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，主要涉及鋼鐵冶煉用的含碳球團(tuán)，特別涉及電爐用廢鋼煉鋼或鑄鋼的增碳，本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)的化學(xué)成分(wt％)為含碳材料40～80％，金屬氧化物10～42％，稀土氧化物5～30％，粘結(jié)劑2～10％，增強(qiáng)劑1～5％，膨脹劑1～5％，鋼材加工切屑1～4％。本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)的強(qiáng)度高，其單個(gè)球體的抗壓強(qiáng)度達(dá)到5Mpa以上，使之在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過程中不破裂，保持球團(tuán)的固有性能。本發(fā)明復(fù)合含碳球團(tuán)加入鋼水中不僅能增碳，而且能減少鋼中夾雜物，去除有害氣體，并能凈化晶界，細(xì)化晶粒，從而提高鋼的韌性。
文檔編號(hào)C22B5/00GK1786202SQ20051013429
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者肖衛(wèi)學(xué), 平尾外志雄, 李繼宗, 豐田哲夫, 杜浩 申請(qǐng)人:青島森田金屬有限公司, 昭和電爐興業(yè)株式會(huì)社