一種堿土金屬氧化物復合鋼水精煉劑及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于鋼水爐外精煉工藝技術領域，更具體地說，涉及一種堿土金屬氧化物復合鋼水精煉劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)生產技術和裝備水平不斷提高，一些特大型鋼鐵企業(yè)已達世界先進水平，從而帶動了品種結構的進一步優(yōu)化，板帶比明顯提高，優(yōu)質純凈鋼的產量也大幅提升。高質量鋼水精煉工藝、高效率連鑄生產技術、充分發(fā)揮乳機物理冶金能力是目前先進鋼鐵企業(yè)在高效率、高質量、低成本生產控制中采用的關鍵技術。其中，作為提高鋼材質量、優(yōu)化產品結構的重要措施之一，爐外精煉技術越來越為鋼鐵企業(yè)所重視，精煉劑在鋼水精煉中的作用也越來越突出，對其要求也向多功能、高效率、純凈化方向發(fā)展。
[0003]高品質優(yōu)質鋼對生產過程要求較高，尤其重視鋼水的內在質量，這就要求精煉工藝須遵循純凈鋼生產原則。一是要求鋼的純凈度較高，成份控制準確、穩(wěn)定、波動小;二是精煉過程中須有高的脫硫效率，增硅、碳、氮盡可能低;三是對鋼水中夾雜物要有良好的吸附和改質作用；四是連鑄生產順行，鑄坯質量好，力求獲得無缺陷鑄坯。
[0004]目前，國內生產高純凈鋼主要借助于提升技術裝備或優(yōu)化工藝，如:采用鐵水預處理-轉爐自動化冶煉-LF精煉-RH或VD工藝和精煉喂線對鋼水進行處理，研究高效、適用于優(yōu)鋼生產工藝，且具有脫氧、脫硫和夾雜物變性處理功效的多功能精煉渣等手段。通過優(yōu)化工藝和提升設備裝備水平，雖然能大幅度提高鋼質，并具備生產高品質優(yōu)質鋼的能力，但同時也面臨著會帶來鐵水脫硫后的渣處理、鐵損及工藝流程拉長，鋼水溫降大需進行溫度補償及生產成本增加等一系列問題，顯然不利于當前鋼市低迷、價格競爭激烈、企業(yè)普遍處于虧損的局面。鋼水精煉喂線技術的推廣應用，雖然在一定程度上解決了上述問題，但也存在合金元素收得率受鋼水冶煉條件影響較大，喂線品種和數量受到嚴格限制的不足，同時采用喂線精煉處理鋼水也大大增加了鋼鐵生產成本。
[0005]二十一世紀中后期，國內鋼廠開始研究脫氧、脫硫復合功能合金及能夠適用于優(yōu)鋼生產工藝，且具有高效脫氧、脫硫和夾雜物變性處理功效的多功能精煉渣，在優(yōu)化提升工藝裝備的前提下，不僅使優(yōu)質鋼生產成本得到進一步降低，而且還借助于多功能復合合金和精煉渣系使得生產超低硫、氧、氮、氫和低雜質含量的純凈鋼成為可能。隨著低熔點，粘度、流動性好，能快速成渣的Ca0.Al2O3預熔精煉渣的研究開發(fā)成功與廣泛應用，并配合CaS1、MgAl、CaAlS1、CaBaAlSi等復合多功能脫氧合金的共同使用，其形成的CaO-Al2O3-S12-MgO-Fe2O3或CaO-Al2O3-S12-BaO-Fe2O3等多元渣系，使深度脫[S]、[O]及夾雜物變性處理，凈化鋼水，提高鋼水純凈度的功能得以實現(xiàn)。但根據鋼水及渣脫硫的動力學反應條件，必須同時對鋼水、鋼包頂渣進行沉淀脫氧和擴散脫氧，上述精煉渣系才具有較高的脫硫效率。一般擴散脫氧均采用活波金屬Al、Ca、Ba等單質合金或復合合金，但由于Ca、Ba單質較活潑，在自然界不易存在，且Ca、Ba單質及其復合合金價格高，因此一般采用金屬Al進行擴散脫氧。而采用金屬鋁和含鋁的復合合金脫氧后的產物Al2O3在鋼水中屬高熔點、絮狀夾雜物，對鋼質影響較大，同時使鋼水可澆性變差，影響連鑄生產。在終脫氧以金屬鋁或含鋁復合合金為主的鋼種生產時，如果未解決上述問題，則必須在鋼水精煉站采用喂鈣線對鋼水進行變性處理，或者使用CaS1、CaAl、CaBaSi等合金對鋼水進行變性處理，從而大幅度增加了生產成本。
[0006]經檢索，中國專利申請?zhí)?200810012379.2，申請日為:2008年7月17日的發(fā)明專利公開了一種用于爐外精煉脫硫、去除細小夾雜物的粉劑添加劑及其制法，該申請案的粉劑添加劑由低熔點預熔渣粉劑、氟化鈣、碳酸鈣或碳酸鎂或碳酸鈣和碳酸鎂的混合物、氧化鈣或氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物和粘結劑經制備而成。采用該申請案的粉劑添加劑在一定程度上能夠實現(xiàn)鋼水快速精煉脫硫，并對鋼液中的夾雜物進行有效去除，但該申請案的粉劑添加劑對鋼水不能進行有效脫氧，難以滿足現(xiàn)代優(yōu)鋼生產對多功能精煉劑的需求，且需要額外添加低熔點預熔渣粉劑才能夠實現(xiàn)夾雜物的有效去除。此外，該申請案也不可避免的需要同時對鋼包頂渣進行沉淀脫氧和擴散脫氧，才能保證粉劑添加劑的脫硫效果，導致優(yōu)鋼生產工藝較復雜，成本較高。

【發(fā)明內容】

[0007]1.發(fā)明要解決的技術問題
[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中通過預熔精煉渣與復合合金的配合使用來生產純凈鋼時，必須同時采用金屬鋁或含鋁的復合合金對鋼水、鋼包頂渣進行沉淀脫氧和擴散脫氧，從而使生產工藝復雜化，且脫氧后的產物Al2O3對鋼質影響較大，鋼水可澆性變差，增加了后續(xù)處理工序的復雜性和成本的不足，提供了一種堿土金屬氧化物復合鋼水精煉劑及其制備方法。使用本發(fā)明的堿土金屬氧化物復合鋼水精煉劑可以有效脫除鋼水中的[S]和[O]，且使用時無需采用金屬鋁或含鋁的復合合金預先對鋼水、鋼包頂渣進行沉淀脫氧和擴散脫氧，使生產工藝明顯簡化，操作簡單，大大降低了生產成本。
[0009]2.技術方案
[0010]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為:
[0011]其一，本發(fā)明的一種堿土金屬氧化物復合鋼水精煉劑，該精煉劑是由堿土金屬氧化物粉末、堿土金屬碳酸鹽粉末、還原劑及粘結劑制成的。
[0012]更進一步地，所述堿土金屬氧化物及堿土金屬碳酸鹽粉末組成的混合物A與還原劑的質量比例為70-90%: 10-30%，且堿土金屬氧化物與堿土金屬碳酸鹽的質量分別為混合物A總質量的80-97 %、3-20%。
[0013]更進一步地，所述的堿土金屬氧化物由CaO、MgO和BaO按照如下質量配比組成:Ca065-80%、Mg010-20%、Ba010-15% ;所述的堿土金屬碳酸鹽選自 CaCO3、MgC03和BaCO3粉末中的至少一種。
[OOM]更進一步地，所述的還原劑由FeSi合金粉末與AD粉按照如下質量百分比組成:25-50%FeSi 合金粉末、50-75%AD 粉。
[0015]其二，本發(fā)明的一種堿土金屬氧化物復合鋼水精煉劑的制備方法，其步驟為:
[0016]步驟一、將堿土金屬氧化物粉末與堿土金屬碳酸鹽粉末進行粉碎后按照質量百分比分別為80-97%、3-20%進行攪拌混合均勻，形成混合物A;
[0017]步驟二、將FeSi合金粉末與AD粉按照質量百分比分別為25-50%、50_75%進行攪拌混合均勻，形成還原劑混合物；
[0018]步驟三、將混合物A與還原劑混合物按照質量百分比分別為70-90%、10-30%進行攪拌混合均勻，然后加入有機粘結劑干壓成球。
[0019]更進一步地，所述的堿土金屬氧化物由CaO、MgO和BaO按照如下質量配比組成:Ca065-80%、Mg010-20%、Ba010-15% ;所述的堿土金屬碳酸鹽選自 CaCO3、MgC03和BaCO3粉末中的至少一種。
[0020]更進一步地，步驟三中的有機粘結劑選用淀粉、廢紙漿粉或復合纖維素等，且粘結劑的添加量為堿土金屬氧化物、堿土金屬碳酸鹽及還原劑總質量的1-3%。
[0021 ]更進一步地，步驟一種堿土金屬氧化物粉末與堿土金屬碳酸鹽粉末粉碎后的粒度均為600-800目，步驟二中FeSi合金粉末的粒度為180-200目，AD粉在使用之前進行脫氮處理。
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