[发明专利]一种复合钢水净化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种复合钢水净化剂及其制备方法，涉及炼钢技术领域。本发明公开的复合钢水净化剂是复合球体，该复合球体是由内核和外壳构成，所述内核是由铝灰、氧化钡、二氧化钛和水玻璃构成，所述外壳是由碳酸钙、碳酸镁和复合粘结剂组成，所述内核与外壳的质量比为(1‑2)：(0.5‑2)。本发明提供的复合钢水净化剂，其原料易得，制备方法简单易操作，成本较低，可快速去除钢水中夹杂物，具有造渣、脱氧、脱硫、脱磷的功能，大幅度提高了钢水的净化程度；本发明有效利用固体废渣铝灰，大大降低了生产成本，在保证净化效果的同时达到节能环保的目的。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，尤其涉及一种复合钢水净化剂及其制备方法。

背景技术

随着经济建设的迅猛发展，各国国防、交通、石油和汽车等行业的发展和技术的进步，对钢材性能的要求日益苛刻。为满足高强度、长寿命、耐腐蚀性能并适应在恶劣环境下工作的需要，对石油套管、深冲薄板、高质量管线钢和焊条钢等钢种的纯度、均匀度、晶粒度细化的要求越来越高，市场对钢质量的要求越来越高，特别是对纯净度的要求越来越高。保证钢的纯净度主要是指尽量减少钢种杂质元素的含量，以及严格控制钢种的夹杂物，包括夹杂物的数量、尺寸、分布、形状等。

为了提高钢材的纯净度，目前炼钢行业主要采用AOD、VOD、LF 几种精炼工艺来达到净化钢水的目的，在铸造行业主要采用在钢水中加入各种净化剂、脱氧剂以及稀土变质剂来实现钢液的脱氧、脱硫和净化。现有的钢水净化剂通常采用稀土合金、硅钙合金、硅铝钡合金、镁钙钡合金、氧化铝、氧化钙等，但这些合金和氧化物生产都需要采用高温冶炼，能耗高、成本高，从而大大增加了钢材的制造成本，也进一步增加了环境污染。

中国发明专利CN201410715201.X公开了一种复合球体形式的钢水净化剂及生产方法，该复合球体由球团核和外壳构成，球团核为金属材料，外壳为碳酸盐，进入钢水内爆裂，能同时产生液相和气相的微小粒子，促使夹杂物聚集长大去除和被气泡碰撞去除，使钢水的洁净度大大提高，但该净化剂的原料是金属、金属氧化铝和碳酸盐，这些原料制备成本较高，污染严重，增加了钢水处理成本，进一步增加了环境污染，不符合现代社会发展理念。中国发明专利 CN201710696763.8公开了一种无氟低钛钢水净化剂(精炼材)的制备方法，该方法采用天然硅灰石、石英和碳酸钙中的至少一种作为原料熔融制得，该方法的原料易得，且具有能有效脱氧、脱硫，但该净化剂在制备过程中需在1300－1650℃的熔融温度下制得，能耗高，且天然硅灰石和石英中含有较多的杂质，将影响无氟低钛钢的质量。

铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔融渣经冷却加工后的产物，其主要成分是Al、Al₂O₃、AlN、SiO₂、CaO、MgO、FeO、P、S 等金属及氧化物，还含有NaF、CaF以及Se、As等其它组分。而铝灰中主要成分如Al、Al₂O₃、AlN、SiO₂、CaO、MgO等具有很好的经济价值，若直接弃置处理，会对土壤及环境造成巨大的危害。随着全球环保意识的增加，现主要对铝灰进行回收处理，回收金属铝，形成二次铝灰。二次铝灰现被技术人员用来合成高分子净水机、耐火材料、尖晶石、复合陶瓷等，但这些二次铝灰的利用工艺，只能应用其中一部分的物质，对铝灰中全部物质进行利用的工艺和方法还没有报道。然而一次铝灰和二次铝灰的主要成分是钢水净化剂的主要成分，若将其利用到铸钢过程中，除了可大大降低生产成本，也能解决铝灰环境污染的问题，达到节能环保的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合钢水净化剂，其原料易得，制备方法简单易操作，成本较低，可快速去除钢水中夹杂物，具有造渣、脱氧、脱硫、脱磷的功能，大幅度提高了钢水的净化程度；本发明有效利用固体废渣铝灰，大大降低了生产成本，在保证净化效果的同时达到节能环保的目的。