[发明专利]一种钢液脱氧用镁质脱氧复合粉剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及一种钢液脱氧用镁质脱氧剂及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，用户对钢材品质的要求越来越高，使得纯净钢生产成为炼钢技术发展的核心之一，采用新工艺尽可能降低钢中杂质元素的含量，特别是降低氧、磷、硫含量和非金属夹杂物的含量是纯净钢冶炼工艺研究的主要内容。而钢中最常见的非金属夹杂物是氧化物和硫化物，所以去除钢中的氧和硫，改善钢的质量一直是炼钢生产的重要任务。寻求脱氧和脱硫效率高、成本低的脱氧剂和脱硫剂是冶金工作者长期以来研究的课题。铝以其脱氧能力强、脱氧效率高、成本低而得到广泛的应用，但铝脱氧的反应产物和残留在钢中的铝不仅会造成水口结瘤，而且会使钢材性能恶化。镁在高温下与氧和硫都有极大的亲和力，且其脱硫能力强、耗量少、反应速度快，在铁水预脱硫工艺中得到广泛应用，但由于镁的熔点(649℃)低，在炼钢温度下的蒸汽压高达2.038MPa，使得镁在炼钢生产中的应用受到限制。

Mg加入钢液中将经历Mg(s)→Mg(l)→Mg(g)→[Mg]的转变过程，发生溶解、脱氧、脱硫反应、部分在加入的过程中将会烧损。Mg的沸点低、蒸汽压高，1873K时在钢液中的溶解度为0.1％，蒸汽压为2.238MPa，单独存在于钢液中很难发挥有效作用，目前，一般采用合金方式加入到钢液深处，有利于提高镁的利用率。专利CN1548561A“稀土硅镁钙铁合金及其制备方法”中所述脱氧合金组成(重量百分比)：Si：45％～60％、Mg：5％～12％、RE：0.5％～20％、Ca：3％～10％、铁余量。其制备方法是先用硅石、铁屑和焦炭熔炼成硅铁后，把硅铁熔液或硅块加入到工频炉中，再加入稀土、镁锭、硅钙和铁，生成稀土硅镁钙铁合金。该合金可以快速去除钢液中夹杂物，降低钢中T[O]含量。但该脱氧剂首先要制成合金，而且制备工艺较复杂，无论是熔炼硅铁还是利用现成的硅铁块都将消耗大量生产成本，而且从应用效果上来看并不明显：钢锭中T[O]：0.0095、夹杂物总量：0.0097％。专利CN03111436.9公开了一种不含铝的炼钢用硅钙钡镁铁合金，其组成(重量百分比)Si：40％～50％、Mg：2％～8％、Ba：10％～25％、Ca：6％～10％、余量为铁。该脱氧剂虽无铝，但钙含量低，达不到高端产品如重轨和高速轨脱氧要求，且镁含量高，回收率低，造成材料的浪费和成本的提高。

专利CN100462445C公开了一种名称为“低铝含镁复合脱氧剂”，脱氧剂组成为(重量百分比)：Si：50％～60％、Mg：1％～1.5％、Ba：10％～20％、Ca：12％～18％、余量为铁。其制备方法是先以石灰石、兰炭、重晶石、烟煤、硅石、铁屑为原料加工出硅钙钡合金，然后向硅钙钡合金中热兑金属镁锭，与CN03111436.9中所述脱氧剂相比，提高了Ca含量，有利于形成含钙硅酸盐，减少钢中夹杂物含量，但该脱氧剂首先要制成合金，而且制备工艺较复杂，消耗大量生产成本。专利CN1908198A公开了一种名称为“一种钢铁冶金用铝镁合金脱氧剂及其制备方法”，其脱氧剂组成：Al：75％～95％、Mg：5％～25％。制备方法为：将金属铝、镁按配比加入到感应炉中，在氮气保护气氛下冶炼，氮气压力保持在0.1Mpa～0.3Mpa，冶炼温度控制在700℃～900℃，冶炼时间30min～60min，将铝镁合金锭碎成10mm～40mm块料或破碎成粒度不大于1mm粉末作成包芯线加入钢液中进行脱氧。该脱氧剂虽组成简单，但仍是需要制成合金的形式后，以合金块或包芯线的形式加入钢液中进行脱氧，使用此合金脱氧要比常用的Al脱氧成本要高。专利CN1624165A“用于钢液脱氧的稀土铁合金及其制备方法”和专利CN1439727A“用于钢液终脱氧的铝钙镁铁合金及其制备方法”中所述的脱氧剂同样需要制备成合金，制备工艺复杂，消耗大量成本。并且应用效果并不十分明显。

目前，炼钢生产过程中所使用的镁质脱氧合金都比较昂贵，而且制备工艺复杂，因此，在炼钢生产过程中镁的加入方式和利用率仍是需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢液脱氧用镁质脱氧复合粉剂及其制备方法，使其具有镁质合金所具有的钢液净化处理效果，降低制备镁质合金生产成本，解决镁合金制备工艺复杂等问题。