含钛脱氮剂及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于冶金中的精炼领域，涉及一种炼钢用冶金辅料，具体涉及一种真空精炼过程使用的含钛脱氮剂及其制备和使用方法。本发明专利技术提供一种含钛脱氮剂，其成分及其重量份数为：CaO 20～25份、SiO2 20～25份、MgO 0～10份、Al2O3 5～15份、TiO2 20～30份、硅酸钠10～20份。本发明专利技术针对氮难以逸出钢液，采用脱氮剂吸附钢水中的氮含量，吸附氮后的渣进入钢包渣，从而完成钢水脱氮。采用本发明专利技术脱氮剂能有效降低钢水中氮含量，脱氮率达到50％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金中的精炼领域，涉及一种炼钢用冶金辅料，具体涉及一种真空精炼过程使用的脱氮剂及其制备和使用方法。
技术介绍
在一般钢种中，氮做为有害元素必须加以控制，大多数钢种要求氮含量越低越好。目前炼钢工艺对氮含量的控制主要是采用避免氮气进入钢水的一些措施，都属于被动措施。CN102703647公开了一种提高沸腾钢脱氮效率的方法，转炉出钢过程中及RH处理周期内，严禁加入任何含铝原材料以及脱氧剂；提升气体流量控制在l_6min为100-120Nm3/h,7min后140_160Nm3/h ;钢水中过剩氧值不小于450ppm ;深真空时间不小于12min ;钢水镇静后净循环时间不小于5min。本专利技术可以使钢中的氮含量得到有效控制，从而最大限度地发挥RH炉的脱氮效率，降低钢中氮含量，确保钢种氮含量不超标。CN102251076公开了一种超低碳不锈钢的RH真空精炼方法，该方法是利用RH真空循环装置独特的真空冶炼原理，在RH真空精炼初期，利用其真空条件先将来料钢水的氮含量降低至目标要求后，在RH精炼工位通过强制脱碳与自由脱碳相结合的脱碳方式，并且在脱氮与脱碳期间，利用不同的真空度及提升气体流量来改变钢水循环流量，以达到快速脱氮及脱碳的目的，最后进行温度及成分的调整，达到超低碳不锈钢炉成分要求。从而能够在现有的生产条件下，实现钢铁企业品种的扩展及满足不锈钢不同市场的需求。但是，目前均没有采用渣料主动吸收氮含量的相关报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含钛脱氮剂，将所得脱氮剂用于真空精炼过程中脱氮，脱氮率可达到50%以上。本专利技术提供一种含钛脱氮剂，其成分及其重量份数为:Ca020~25份、Si0220~25份、MgOO~10份、Al2035~15份、Ti0220~30份和硅酸钠10~20份。优选的，所述含钛脱氮剂，其成分及其重量份数为:Ca020~25份、Si0220~25份、Mg05~10份、Al2035~15份、Ti0220~30份和硅酸钠10~20份。本专利技术所述含钛脱氮剂，其以高炉渣、TiO2和硅酸钠为原料共混制成，其中，各原料的重量份数为:高炉渣50~100份、TiO2O~50份和硅酸钠10~20份。其中，高炉渣的成分按重量百分比计为:Ca025 %~30%、Si0225 %~30%、Mg05% -10%, Al2O3IO%~20%、Ti0220 ~25%。所述含钛脱氮剂中原料的粒径为l_3mm。所述含钛脱氮剂为球形。 本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供上述含钛脱氮剂的制备方法:将高炉渣、TiO2和硅酸钠水溶液混匀，再压制成球，然后在35~40°C的温度下风干24小时以上。本专利技术中硅酸钠水溶液的浓度范围是30~40%，优选为35%。本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供了上述含钛脱氮剂的使用方法:在炼钢的真空精炼过程中加入含钛脱氮剂，脱氮剂加完后进行真空处理；其中，真空处理时间5~lOmin，真空压力为100~150KPa ;脱氮剂的加入量为3~IOkg/吨钢。优选的，含钛脱氮剂的加入量为3~5kg/吨钢。优选的，含钛脱氮剂使用时，真空处理时间6~8min。含钛脱氮剂使用时，脱氮剂一次性加入或者分多批次加入。优选的，对于需要脱碳的钢种，在真空精炼处理后期加入含钛脱氮剂，所述真空精炼处理后期指真空精炼合金化结束后。本专利技术所得含钛脱氮剂适用于RH真空精炼、VD炉真空精炼、VOD炉真空精炼。所述含钛脱氮剂优选适用于RH真空精炼。本专利技术的有益效果:本专利技术针对氮难以逸出钢液，采用含钛脱氮剂进入钢水吸附钢水中的氮含量，吸附氮后的渣进入钢包渣，从而完成钢水脱氮。采用本专利技术脱氮剂能有效降低钢水中氮含量，脱氮率达到50%以上。【具体实施方式】本专利技术提供一种含钛脱氮剂，其成分及其重量份数为:Ca020~25份、Si0220~25份、MgOO~10份、Al2035~15份、Ti0220~30份、硅酸钠10~20份。本专利技术中，CaO、SiO2, MgO、Al2O3是为了降低TiO2熔点而设计的体系，采用该体系能使混合物熔点降低到钢水温度以下，从而才能进行下述反应:Ti02+N2 = TiN+02,即二氧化钛与氮气反应生成氮化钛和氧气，从而实现除氮。硅酸钠是是粘结剂，使制备的脱氮渣成球而不掉渣。本专利技术中，为了充分利用高炉渣，实现变废为宝，另外为了简化工艺，本专利技术以高炉渣代替CaO、SiO2, MgO、A1203、TiO2，来制备含钛脱氮剂。本专利技术所述含钛脱氮剂，其以高炉渣、TiO2和硅酸钠为原料共混制成，其中，各原料的重量份数为:高炉渣50~100份、TiO2O~50份、硅酸钠10~20份。其中，高炉渣的成分按重量百分比计为:Ca025%~30%、Si0225%~30%、Mg05% -10%, Al2O3IO%~20%、Ti0220 ~25%。所述含钛脱氮剂中原料的粒径为l_3mm ;粒径小能提高化学反应的接触面积，更能有效脱氮；粒径太小制成球后会容易掉粉，真空条件下会被抽气泵抽走。所述含钛脱氮剂为球形。球团粒径的大小根据不同设备进料仓口的大小决定，粒径太小会被真空泵抽走，粒径太大不能进入料仓，如果料仓的进料口只有25mm，那么一般球团粒径为10-20mm。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供上述含钛脱氮剂的制备方法为:将高炉渣、TiO2和硅酸钠水溶液混匀，再压制成球，然后在35~40°C的温度下风干24小时以上；若温度太低，硅酸钠水溶液里面的水不能分离；温度过高会球开裂，掉粉掉渣；时间太长容易太过干燥，致使球会掉粉掉渣。本专利技术中，制备真空含钛脱氮剂时，为方便制备，可先将硅酸钠制成水溶液，再与高炉渣、SiO2混匀。亦可直接在高炉渣、SiO2和硅酸钠中加入水中混匀。本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供了上述含钛脱氮剂使用方法:在炼钢的真空精炼过程中加入含钛脱氮剂，脱氮剂加完后进行真空处理；其中，真空处理时间5~lOmin，真空压力为IOO~150KPa ;脱氮剂的加入量为3~IOkg/吨钢。上述脱氮剂加完后进行真空处理的原因在于:保证足够的反应时间，让脱氮剂更均匀分布在钢水里，提高脱氮反应效率。真空处理时间是根据环流量大小考虑，环流量大则时间短，环流量小则时间长，限定真空处理时间的目的是为了脱氮剂更均匀分布在钢液中。另外，若真空时压力大于150kpa，钢液环流量不够，真空室内循环的钢液太少，不利于反应，而压力低于IOOkpa容易把脱氮剂里面小颗粒抽走。对于脱氮剂的加入量，加入量太少，反应程度不够，加入量太大，生成大量TiN，影响钢水质量，而且加入量大，温降大，不利于温度控制。优选的，对于需要脱碳的钢种，需在真空精炼处理后期加入含钛真空精炼脱氮剂，所述真空精炼处理后期指真空精炼合金化结束后。因为对于需要脱碳的钢种，如果在前期加入，则可能造成脱碳时间不够，碳含量较高，因此选择在精炼处理后期加入脱氮剂。本专利技术所得含钛脱氮剂适用于RH真空精炼、VD炉真空精炼、VOD炉真空精炼。所述脱氮剂优选适用于RH真空精炼。下面结合实施例对本专利技术的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1含钛脱氮剂，以高炉渣和SiO2和硅酸钠为原料，各原料重量百分比为:高炉渣75%、Ti0215%、硅酸钠1本文档来自技高网...

【技术保护点】
含钛脱氮剂，其特征在于，其成分及其重量份数为：CaO20～25份、SiO220～25份、MgO0～10份、Al2O35～15份、TiO220～30份和硅酸钠10～20份。

【技术特征摘要】
1.含钛脱氮剂，其特征在于，其成分及其重量份数为:Ca020~25份、Si0220~25份、MgOO~10份、Al2035~15份、Ti0220~30份和硅酸钠10~20份。2.根据权利要求1所述的含钛脱氮剂，其特征在于，其成分及其重量份数为:Ca020~25份、Si0220~25份、Mg05~10份、Al2035~15份、Ti0220~30份和硅酸钠10~20份。3.根据权利要求1或2所述的含钛脱氮剂，其特征在于，其以高炉渣、TiO2和硅酸钠为原料共混制成，其中，各原料的重量份数为:高炉渣50~100份、TiO2O~50份和硅酸钠水溶液10~20份。4.根据权利要求3所述的含钛脱氮剂，其特征在于，所述高炉渣的成分按重量百分比计为:Ca025%~30%、Si022 5%~30%、Mg05% -10%、A120310%~20%和 Ti0220 ~25%。5.根据权利要求3或4所述的含钛脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天明，陈亮，郭华，李扬洲，李红光，杨森祥，郭奠荣，寄海明，冯远超，张强，李平凡，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51