一种纳米钢水净化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米钢水净化剂，其原料按质量份构成为：纳米SiC2-8份，硅铝合金粉10-20份，K2O粉5-16份，Na2O粉3-12份，BaO粉5-12份，CaCO3粉3-10份，CaF2粉5-8份，Mg粉2-5份，钛铁粉2-6份，余量为铁粉，羟基纤维素3-8份，水分2-4份。本发明专利技术一种纳米钢水净化剂具有造渣脱氧、脱硫、脱磷的功能，大幅减少钢液中的夹渣、气孔、冷隔等缺陷，大幅度提高钢水的净化程度，提高钢材轧制过程中产品的成品率，提高钢材的内外质量，有效去除表面裂纹，在保持原标准要求的前提下，省略部份净化设备的功能，降低炼钢成本、节约设备投资、减少生产工序、降低单位钢水能源消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金冶炼净化
，具体地说是一种纳米钢水净化剂及其制备方法。
技术介绍
总所周知钢铁在市场上的需求量很大，随着钢铁行业的发展，对钢材的质量要求越来越高，对钢水的纯净度也有了更高的要求，钢水在冶炼过程中，由于废钢、铁合金、耐火材料等带入大量的杂质和有害气体，特别是高合金钢、不锈钢、耐热钢，含有较高的Cr、Ni、Mo及Nb、Ti等元素，而且大多数钢号的含碳量都很低，因此在冶炼过程中脱氧去气都比较困难。钢中产生的夹杂物(氧化物、硫化物等)不易上浮，难以排出去，钢锭易出现疏松、气孔、夹砂、开裂、结疤和冷隔等缺陷，导致钢材的塑性、韧性的降低。为提高钢材的各项性能，目前在炼钢行业主要是采用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液中加入各种净化剂以及稀土变质剂来实现钢液的脱氧、脱硫和净化。传统的钢水净化剂通常采用稀土合金、硅钙合金、硅铝钡合金等，但由于这类合金生产都需要采用高温冶炼，使得工艺过程能耗高、污染严重，这样也造成成钢水成本大幅上升。研究新的净化剂产品势在必行。近年来，纳米材料在许多科学领域中逐渐得到了重视和应用，纳米材料具有许多特殊的性能，如韧性高、耐磨性高等。纳米材料(TiN、SiC、TiC等)分散尺寸极细、有较高硬度并有巨大表面能。纳米变质技术打破了钢铁耐磨材料生产中的一些常规规律。通常，在钢铁耐磨材料强化过程中提高硬度必然伴随韧性下降，但由于纳米合金变质剂的高表面活性以及它在细化晶粒过程中同时起到弥散硬化作用，所以经常能够达到同时提高合金硬度及韧性的综合效果。由于纳米材料特有的性质，如何将纳米粒子加入到钢铁材料液体中的始终是一个非常困难的课题，这也制约着纳米材料的应用。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供一种纳米钢水净化剂及其制备方法，本专利技术一种纳米钢水净化剂具有造渣脱氧、脱硫脱磷的功能，从而大幅减少钢液中的夹杂物，减少钢中的夹渣、气孔、冷隔等缺陷，大幅度提高钢水的净化程度，提高钢材轧制过程中产品的成品率，提高钢材的内外质量，有效去除表面裂纹，在保持原标准要求的前提下，省略部份净化设备的功能，钢材性能与LF炉净化效果相同，可以替代用于精炼的LF炉，可以大降低炼钢成本、节约设备投资、减少生产工序、降低单位钢水能源消耗。(二)技术方案本专利技术所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来是实现:一种纳米钢水净化剂，其原料按质量份构成为：纳米SiC2-8份，硅铝合金粉10-20份，K2O粉5-16份，Na2O粉3-12份，BaO粉5-12份，CaCO3粉3-10份，CaF2粉5-8份，Mg粉2-5份，钛铁粉2-6份，余量为铁粉，羟基纤维素3-8份，水分2-4份。一种纳米钢水净化剂，所述纳米SiC的粒径小于50nm。一种纳米钢水净化剂的制备方法，按以下步骤操作：步骤一，将纳米SiC和硅铝合金粉混合均匀形成混合粉末a；步骤二，将步骤一得到的混合粉末a、K2O粉、Na2O粉、BaO粉CaCO3粉和CaF2粉混合均匀形成混合粉末b；步骤三，将所述混合料b、Mg粉、钛铁粉和铁粉混合均匀形成混合颗粒c，向所述混合颗粒c中加入羟基纤维素和水分搅拌均匀，最后将搅拌后的混合颗粒冷压成型即可。一种纳米钢水净化剂的制备方法，所述混合料c呈沙粒状。(三)有益效果本专利技术提供了一种纳米钢水净化剂及其制备方法，本专利技术纳米钢水净化剂以钾、钙、钡元素为主，同时添加纳米粉体等其他原料，纳米粉体因耐高温，在钢液凝固过程中形成细小的第二相晶核，增加晶核心数量，达到细化晶粒的目的，纳米粉体在净化剂中分散均匀并在净化剂加入钢水后也能分散均匀。钾、钙、钡与其它合金经过高温还原形成了微合金或微形夹杂物，微合金或微形夹杂物在钢液中又产生异质核心，促使晶粒细化和碳化物错位转化，达到团球化。微弱碳化物等有害杂质，由水镁石、纤维旋浮形成熔渣，达到净化钢水晶粒细化的作用，而且钾、钙、钡元素的加入配合其它合金，提高了净化剂的脱氧、脱硫能力；本专利技术纳米钢水净化剂具有造渣脱氧、脱硫、脱磷的功能，而且还具有除气(H、N、O)功能，减少钢中的夹渣、气孔、冷隔等缺陷，大大净化了钢液，从而使钢的内在质量和表面质量显著提高，特别是钢的腐蚀性和抗氧性都有了很大的提高，同时钢的塑性、韧性也大大改善，提高钢材轧制过程中产品的成品率；本专利技术纳米钢水净化剂可以替代用于精炼的AOD、VOD、LF炉，可以大降低炼钢成本、节约设备投资、减少生产工序、降低单位钢水能源消耗。本专利技术纳米钢水净化剂除具有优良的净化钢液的功能外，还有一定的变质效果，改善钢铁的内部组织，提高钢铁的机械性能。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例中纳米钢水净化剂的原料及构成如下：纳米SiC8份，硅铝合金粉15份，K2O粉11份，Na2O粉5份，BaO粉8份，CaCO3粉5份，CaF2粉6份，Mg粉3份，钛铁粉6份，铁粉35份，羟基纤维素3份，水分4份。制备方法：步骤一，将纳米SiC和硅铝合金粉混合均匀形成混合粉末a；步骤二，将步骤一得到的混合粉末a、K2O粉、Na2O粉、BaO粉CaCO3粉和CaF2粉混合均匀形成混合粉末b；步骤三，将所述混合料b、Mg粉、钛铁粉和铁粉混合均匀形成混合颗粒c，向所述混合颗粒c中加入羟基纤维素和水分搅拌均匀，最后将搅拌后的混合颗粒冷压成型即可。将本实施例制备的纳米钢水净化剂加入钢水中，纳米钢水净化剂按钢水重量的0.2％加入，从钢水包底部向钢水包中吹氩气4-10分钟(流量0.5-1Pa)，然后浇铸成型。实施例2：本实施例中纳米钢水净化剂的原料及构成如下：纳米SiC8份，硅铝合金粉20份，K2O粉10份，Na2O粉10份，BaO粉10份，CaCO3粉5份，CaF2粉6份，Mg粉5份，钛铁粉6份，铁粉40份，羟基纤维素5份，水分4份。本实施例的制备方法同实施例1。将本实施例制备的纳米钢水净化剂加入钢水中，纳米钢水净化剂按钢水重量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米钢水净化剂，其特征在于其原料按质量份构成为：纳米SiC2‑8份，硅铝合金粉10‑20份，K2O粉5‑16份，Na2O粉3‑12份，BaO粉5‑12份，CaCO3粉3‑10份，CaF2粉5‑8份，Mg粉2‑5份，钛铁粉2‑6份，余量为铁粉，羟基纤维素3‑8份，水分2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种纳米钢水净化剂，其特征在于其原料按质量份构成为：
纳米SiC2-8份，硅铝合金粉10-20份，K2O粉5-16份，Na2O粉3-12
份，BaO粉5-12份，CaCO3粉3-10份，CaF2粉5-8份，Mg粉2-5
份，钛铁粉2-6份，余量为铁粉，羟基纤维素3-8份，水分2-4份。
2.根据权利要求1所述的纳米钢水净化剂，其特征在于：所述
纳米SiC的粒径小于50nm。
3.一种如权利要求1或2所述的纳米钢水净化剂的制备方法，
其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永妍，
申请(专利权)人：王永妍，
类型：发明
国别省市：山东;37