一种铝电脱氧剂制造技术

本发明专利技术属于炼钢脱氧剂技术领域，提出了一种铝电脱氧剂，所述铝电脱氧剂由10.00％～30.00％Al、5.00％～20.00％CaC

【技术实现步骤摘要】
一种铝电脱氧剂
本专利技术属于炼钢脱氧剂
，涉及一种铝电脱氧剂。
技术介绍
随着全球工业的发展，资源、能源与环境问题日益突出，并已成为制约全球经济可持续发展的主要问题，其中，资源问题是关键，能源与环境问题是基础。钢渣是炼钢过程的主要固体废弃物，在整个钢铁工业中占固体废弃物排放量的40％以上，我国是炼钢大国，钢渣产率约为粗钢量的10％～20％左右，仅2017年钢渣产生量约为1.2亿吨，全国钢渣积存量高达13亿吨以上。钢渣堆积不仅占用大量土地，严重影响生态环境，还造成钢渣中大量有价元素和物理显热的浪费。裕华炼钢生产区120t转炉月平均产钢量超过40万吨，其中SPHC铝镇静钢月平均产量达29万吨。冶炼过程脱氧制度是生产优质钢的关键工艺，铝钙球作为炼钢过程中的最常见的扩散脱氧剂，被广泛应用在各大炼钢厂。特别是在生产高洁净的含铝钢时，钙处理已经是我厂采用必不可少的工艺环节。铝钙球作为钢包顶渣脱氧剂也是重要的原料之一，钢包顶渣中氧化性很强所以铝钙球的消耗也很高，达到了吨钢1.7kg左右，吨钢成本增加6.12元，使生产成本大幅度增加，降低了钢铁厂家的经济效益。铝作为炼钢常用的脱氧剂，是国内外承认最稳定、脱氧速度最快的深脱氧原料之一。虽然我们所回收的渣有一定的脱氧效果，但伴随着出钢炉渣不可避免的会进入钢包内，因此刚出完钢的顶渣具有很强的氧化性，在生产钙处理后的含铝钢时，必须对钢包顶渣进行深脱氧处理，也就是造白渣，这样才能为后续的钙处理提供有利的条件。经过我们多方的验证，使用铝屑脱顶渣的效果最好、速度也是最快的。电石(CaC2)作为常用的脱硫剂，电石熔点为1700～2300℃，炼钢温度下为固态，所以电石脱氧完全为界面反应，反应速度受控于扩散传质。另外在炼钢环境下CaC2是不可能分解的，由反应式可以看出，随着温度的升高，ΔGθ降低，反应表现为Ca和C的化合反应。Ca(L)+2C＝CaC2(S)(1)ΔGθ＝-60250-26.28T(2)式(1)～式(2)为转炉出钢过程中电石脱氧的反应；电石、铝、硅的脱氧热力学计算如下：CaC2+3[O]＝CaO(S)+2CO(3)ΔGθ＝-75300-37.51T(4)2[Al]+3[O]＝Al2O3(5)ΔGθ＝-532096+171.02T(6)[Si]+2[O]＝SiO2(7)ΔGθ＝-250335+94.78T(8)根据式(3)～式(8)计算出炼钢温度下ΔGθ，可以看出脱氧能力：铝＞电石＞硅。在炼钢温度下，电石的脱氧能力小于铝，但大于硅。随着钢铁市场的波动，降低生产成本成为各家钢铁公司效益增长点的主要途径。降低含铝钢生产时铝钙球的消耗，可以作为挖潜增益降本的一个亮点，效益可观。然而含铝钢在钙处理前是必须造白渣的，所造出的白渣就是高碱度低氧化性的渣子，这样的顶渣好多生产含铝钢厂家进行热回收利用。热回收是指把浇铸完的钢包内残渣直接倒入下一炉钢中，以此来降低物料消耗。但是该方法脱氧效果差，且不能重复利用。
技术实现思路
本专利技术提出一种铝电脱氧剂，解决了现有技术中脱氧剂生产成本高、脱氧效果差、不能重复利用的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种铝电脱氧剂，按质量百分数计，由10.00％～30.00％Al、5.00％～20.00％CaC2、1.00％～5.00％Ti、0.10％～2.00％膨润土、3.21％～6.03％SiO2、0.58％～1.32％FeO、0.39％～1.01％MnO、17.47％～40.25％CaO、15.14％～33.57％Al2O3、3.47％～6.32％MgO组成。作为进一步的技术方案，所述CaC2、Ti和MgO的质量百分数含量符合CaC2≥Ti+MgO。作为进一步的技术方案，按质量百分数计，成分包括15.00％Al、10.00％CaC2、2.00％Ti、0.50％膨润土、4.07％SiO2、1.28％FeO、0.58％MnO、37.54％CaO、23.95％Al2O3、5.08％MgO。作为进一步的技术方案，所述膨润土为钙基膨润土。作为进一步的技术方案，所述钙基膨润土粒度为200～400目，pH值10.97。一种铝电脱氧剂在回收顶渣中的应用。作为进一步的技术方案，包括以下步骤：A、向每吨钢包废弃顶渣内加入2.5～3.5kg的白灰、2.5～3.5kg的铝电脱氧剂进行造白渣；B、将白渣冷却，过筛，筛选出白渣中的浇余钢片，留下颗粒状白渣。作为进一步的技术方案，所述钢包废弃顶渣为经过融化的余渣。作为进一步的技术方案，所述颗粒状白渣的含水量≤0.5％。专利技术的工作原理及有益效果为：1、本专利技术中，通过优化设计的铝电脱氧剂配比，整个配方中的各个组分相互配合，起到了相互协同和增强的作用，该铝电脱氧剂用于制备连铸坯，连铸坯中无B类夹杂，D类夹杂控制在0.5～1级，屈服强度在285MPa，抗拉强度在371MPa，同时利用铝电脱氧剂回收废弃钢包顶渣，3min脱硫率为33～45％，顶渣发泡厚度为9～15cm，最终制得的白渣中CaO含量平均值为53.50％，Al2O3平均含量为27.44％，MgO含量平均值为11.68％，解决了现有技术中脱氧剂脱氧效果差的问题；同时使用该铝电脱氧剂所造的白渣可以作为精炼渣用于脱氧，实现了脱氧剂的二次利用，降低了生产成本。其中，铝电脱氧剂中的钙基膨润土和Al、CaC2、Ti、SiO2、FeO、、CaO、Al2O3、MgO起到了相互协同的作用，增强了铝电脱氧剂的脱氧脱硫能力，使用本专利技术铝电脱氧剂制备连铸坯，连铸坯的屈服强度和抗拉强度得到了提高。2、本专利技术中，铝电脱氧剂的成分采用了15％Al、10％CaC2的精准配比，与其他成分共同作用提高了脱氧剂的脱氧效果和脱硫效果，在3min内可造白渣，脱硫率达45％，顶渣发泡厚度为15cm。另外，采用满足CaC2≥Ti+MgO这一条件的铝电脱氧剂，提高了铝电脱氧剂的脱氧、脱硫能力，造白渣时脱硫率为40％～45％，顶渣发泡厚度为13cm～15cm，。3、本专利技术中，采用铝电脱氧剂制得的连铸坯相比铝钙球制得的连铸坯，力学性能得到了提高，同时夹杂物含量减少，屈服强度可达285MPa，抗拉强度可达371MPa，未产生B类夹杂物，同时本专利技术铝电脱氧剂可以二次利用，相比铝钙球成本降低，经3个月的实验并合计成本，生产1吨钢节约1.78元。4、本专利技术中，采用Al和CaC2作为铝电脱氧剂的主要成分，CaC2是一种良好的脱硫添加剂，将细颗粒CaC2加入废弃顶渣中，CaC2分解成钙与碳。碳在还原顶渣中FeO，MnO，Cr2O3反应中持续产生CO2气体，从而使顶渣中形成泡沫，顶渣泡沫对LF炉带来三点好处，一是保护炉衬，使之免受电弧辐射而延长寿命；二是提高电能输入效率，节省电耗，缩短冶炼时间；三是形成还原气氛，减少钢水对空气的二次氧化和吸收空气中的水分。另外，使用CaC2还能够有效改善炉渣状况，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝电脱氧剂，其特征在于，按质量百分数计，由10.00％～30.00％Al、5.00％～20.00％CaC

【技术特征摘要】
1.一种铝电脱氧剂，其特征在于，按质量百分数计，由10.00％～30.00％Al、5.00％～20.00％CaC2、1.00％～5.00％Ti、0.10％～2.00％膨润土、3.21％～6.03％SiO2、0.58％～1.32％FeO、0.39％～1.01％MnO、17.47％～40.25％CaO、15.14％～33.57％Al2O3、3.47％～6.32％MgO组成。


2.根据权利要求1所述的一种铝电脱氧剂，其特征在于，所述CaC2、Ti和MgO的质量百分数含量符合CaC2≥Ti+MgO。


3.根据权利要求1所述的一种铝电脱氧剂，其特征在于，按质量百分数计，成分包括15.00％Al、10.00％CaC2、2.00％Ti、0.50％膨润土、4.07％SiO2、1.28％FeO、0.58％MnO、37.54％CaO、23.95％Al2O3、5.08％MgO。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡超，李延芝，高振伟，孙晶磊，
申请(专利权)人：武安市裕华钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13