[发明专利]一种炼钢用脱氧剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢用脱氧剂及其制备方法，属于炼钢添加剂制备技术领域。

背景技术

随着国民经济的发展对钢种及其质量要求的日趋提高，钢的冶炼技术由原来的一步法炼钢发展成为二步法炼钢，即分初炼和精炼两个步骤进行。由初炼控制钢水温度和主要元素的含量，由精炼作脱氧除杂合金化处理，以取得预期品种和质量的钢种。在炼钢中，初炼钢水进入精炼炉前需在钢水表面覆盖保温剂，以防止钢水降温和表面氧化，继而进入精炼炉后需进行脱氧与合金化处理，以吸附脱氧产物及钢中的有害杂质，达到净化钢水的目的。

钢水的脱氧最终都要采用金属铝，而脱氧产物氧化铝的熔点为2050℃，在钢水中以枝状或针状存在，在钢水冷凝时造成钢中枝状或针状氧化物夹杂，影响了钢材的质量。因此，人们研究开发了一种炼钢用脱氧剂。

炼钢用脱氧剂主要有硅钙包芯线，铝线，铝锰铁，钢芯铝，电石和碳化硅等，主要作用是与钢水中溶解的氧反应，主要生成非金属化合物，形成沉淀上浮至渣层中，加以除去即可得纯净的钢水。铝作为脱氧剂对钢液进行沉淀脱氧时，脱氧迅速且成本低，但铝在溶解过程中易上浮到钢液表面，造成脱氧效率低；另外，其脱氧产物氧化铝熔点高，性脆，轧制后易形成具有尖锐棱角的夹杂物，恶化钢的疲劳抗力，缩短钢的使用寿命，同时还会影响钢材的力学性能，降低钢材的高温强度；铝作为炼钢用脱氧剂单独脱氧时易烧损，导致利用率较低。

因此，亟待开发一种脱氧效率高的炼钢用脱氧剂具有必要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对铝作为炼钢用脱氧剂使用脱氧效率低的弊端，提供了一种炼钢用脱氧剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种炼钢用脱氧剂，包括以下重量份数的原料：

30～40份氧化钙、20～30份碳化钙、20～30份氧化镁、10～20份碳酸钡、20～30份炭化料和40～50份产物；

所述的炭化料是由以下步骤制备得到的：

（1）将稻草粉碎，得到稻草粉末，取1～2kg稻草粉末在260～280℃下干馏60～90min，得到干馏产物，将干馏产物、10～15g粘结料和400～500mL水搅拌混合，得到混合液；

（2）将混合液置于模具中，在30～40MPa的压力下压制成型，得到母料，将母料在还原性气体保护下进行炭化1～2h，得到炭化料；

所述的产物是由以下步骤制备得到的：将200～300g稻壳粉碎后，得到稻壳粉末，将稻壳粉末、0.8～1.0g氟化钠和5～8g铁粉混合后置于炭化炉中，于氮气保护状态下，在550～650℃预炭化60～90min后，升温至1500～1600℃保温反应1～2h，得到产物。

所述的粘结料为聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠中的一种或两种。

所述的还原性气体为氢气、氨气中的一种或两种。

所述的炭化的温度为400～450℃。

所述的一种炼钢用脱氧剂的制备方法，具体制备步骤为：

（1）将氧化钙、碳化钙、氧化镁和硫酸钡粉碎后进行熔融，得到熔融液，将熔融液过滤后置于模具中，在35～40MPa的压力下压制成型，得到铸锭；

（2）将铸锭粉碎后与炭化料、产物加入到搅拌机中，搅拌混合3～5min，即得炼钢用脱氧剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明首先将稻草进行干馏使干馏物中的有机质含量增加，同时干馏物中存在大量含氧官能团，含氧官能团以羟基为主，其次是羧基、醚键，这些反应性较强的官能团易与钢液中的氧发生化学反应，干馏物的孔隙结构复杂，具有较大的比表面积，而且分布着所述含氧官能团，这些官能团具有很强的吸氧能力，在吸附过程中，首先被吸附的氧气与上述反应性较强的官能团在相互碰撞中被活化，形成活化复合物，然后再发生化学反应，高温下生成二氧化碳从钢液中溢出，从而使钢液中的氧含量大大降低；

（2）本发明以稻壳为原料制备得到碳化硅，碳化硅加入到炉渣中后，由于炼钢过程中的机械冲刷，使碳化硅颗粒表面的二氧化硅薄膜被破坏，从而使碳化硅与钢液接触，被其中的氧化亚铁所氧化，生成一氧化碳气体，从钢液中上浮并溢出，同时碳化硅中的游离炭在高温下与氧化亚铁反应生成一氧化碳，随着钢渣中氧化亚铁含量的减少，钢液中溶解的氧不断向渣中扩散转移，从而达到提高脱氧效率的目的。

具体实施方式