[发明专利]一种炼钢专用增碳剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种炼钢专用增碳剂的制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。本发明先以石油焦为原料，利用其多孔性质，吸水后冷冻粉碎，制得石油焦粉末，再以硫酸、硝酸和双氧水配置的混合酸液为氧化剂，氧化石油焦粉末，分散于乙二醇体系中，经冷藏后形成炭质溶胶‑凝胶，再经离心分离及干燥后，吸附还原产生的超细纳米铁粉，制得改性炭化料，最后经高温热处理，于氩气氛围中石墨化，从而制得炼钢专用增碳剂。本发明所得增碳剂粒径较小，可达纳米级，同时增碳剂内部包含纳米及亚微米孔洞，改善了增碳剂与钢水的界面相容性，且增碳剂中的碳具有六方石墨结构，可在铁水凝固温度下增加凝固所需晶核，从而提高了增碳稳定性，具有广阔应用前景。

技术领域

本发明公开了一种炼钢专用增碳剂的制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。

背景技术

冶金企业在炼钢生产过程中，常常需要对钢水进行增碳处理，以满足各种规格钢材的含碳量要求，目前，主要通过在出钢过程和精炼过程中，将增碳剂加入到钢水中对钢水进行增碳处理。

目前在用的增碳剂种类较多，主要包括焦炭、人造石墨、煅烧石油焦、天然石墨、无烟煤以及用这类材料配成的混合料。其中，人造石墨增碳剂较为优质，其主要采用制造石墨电极时的切屑、石墨块和废旧电极等材料制成，但由于原料来源受限、价格较高，因此，增碳剂的市场价格也相对高昂。

随着冶炼新工艺日渐发展成熟，市场对于增碳剂的要求也越来越高，以适应高质量的冶炼需要。现有的这些增碳剂在使用过程中均存在不同程度的缺陷，主要是增碳剂与钢水界面相容性较差，加入钢水使用后，很快浮到钢水表面，不能穿透钢水，从而容易进入渣中烧损，导致增碳效果变差。因此，开发一种具有良好增碳效果，同时与钢水界面相容性好的增碳剂成为业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对传统增碳剂在使用过程中，与钢水界面相容性差，加入到钢水中后很快浮到钢水表面，不能穿透钢水，从而容易进入渣中烧损，导致增碳效果差的问题，提供了一种炼钢专用增碳剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取500～600g石油焦，倒入800～1000mL去离子水中，搅拌混合10～20min后，静置3～5h，过滤，得石油焦滤渣，并将所得石油焦滤渣冷冻粉碎后过筛，收集过筛物，并干燥至恒重，得石油焦粉末；

（2）量取500～600mL混合酸液，边搅拌边向混合酸液中加入200～300g石油焦粉末，控制加入速率为2～5g/min，待加入结束，继续恒温搅拌反应60～80min后，倒入1000～1500mL乙二醇中，搅拌混合后，冷藏3～5h，离心分离，得下层沉淀物，再经洗涤干燥，得干燥沉淀物；所述的混合酸液具体配置过程为：依次量取80～100mL质量分数为30%双氧水，280～300mL质量分数为65%硝酸溶液，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合6～10min后，将烧杯置于2～4℃冰水浴中，再量取300～340mL质量分数为98%硫酸溶液，通过玻璃棒引流，沿烧杯壁加入烧杯中，待硫酸溶液加入完毕，用玻璃棒搅拌混合10～15min，即得混合酸液；

（3）称取80～120g干燥沉淀物，倒入300～500mL质量分数为6～8%氯化亚铁溶液中，超声分散10～20min后，加入10～15gL-抗坏血酸，搅拌反应1～3h后，过滤，洗涤和干燥，得改性复合炭料，将改性复合炭料研磨后转入管式炉，在氮气保护状态下保温炭化反应，得炭化料；

（4）将炭化料倒入石墨舟，并将石墨舟移入石墨化炉，保温石墨化反应后，出料，封装，即得炼钢专用增碳剂。

步骤（1）所述的冷冻粉碎条件为：以液氮为冷冻研磨介质，于温度为-120～-100℃条件下冷冻粉碎。

步骤（1）所述的过筛为过200～400目筛。

步骤（3）所述的搅拌反应过程中，还能以8～15mL/min速率向氯化亚铁溶液中通入氮气。