微合金化精炼合成渣及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金工程技术领域，具体地，涉及一种微合金化精炼合成渣及其制备方法。

背景技术

随着冶金技术的发展，对钢的性能要求越来越高，这就要求钢水具有高的纯净度，同时，通过微合金化手段对钢水进行合金化。目前，生产微合金钢时所添加铌、钒、钛等元素都是通过往钢液中加入单一组分的合金如：铌铁、钛铁、钒铁而完成的。这类合金各自都存在一定的缺点，其中的一些元素因与钢液中的氧有很强的化学亲合力，因而加入钢液中时大部分参与脱氧而进入钢中很少，所以收得率较低；另一方面这些材料属于稀有金属，价格昂贵，大大增加了生产的成本，限制了应用。

钢水冶炼过程中微合金的加入和精炼合成渣的加入在一般情况下是分别加入的，最新的技术是加入同时具有微合金化和精炼合成渣的功能的材料，这样可以降低工艺的复杂性。但是如此一来，由于复合材料的加入，会影响脱硫、脱氧性能，进而影响钢水的纯度。因此，需要寻求更好的复配方式和手段，以期实现性能的最优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种微合金化精炼合成渣及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种微合金化精炼合成渣，以重量份计包括如下原料：石灰50-70份、高镁铝酸钙型预熔精炼渣10-20份、镁系合金3-4份、萤石2-3份、碳化硅5-15份、氮化硅2-10份。

进一步的，所述高镁铝酸钙型预熔精炼渣，包括如下成分(按质量分数计)：SiO

加入的高镁铝酸钙型预熔精炼渣主要作用为在转炉出钢后和进站时加入钢液，使其迅速熔化达到覆盖钢液保护炉衬的目的。

进一步的，镁系合金的制备方法如下：

S1、将金属Ni、Mg、Fe、Mo粉末按照40:5:45:10混合，获得合金粉末；

S2、利用机械粉末压片机将配好的合金粉末压成片，控制最大压力为10MPa，保持压力时间为10-12min，得到镁系合金。

将金属镁制备成合金后，不仅有助于镁在钢水中的溶解，并且也能起到一定程度的还原作用，提高造渣效果；具体的，镁制成合金后，不仅能更好的溶解在钢液中(单纯的Mg或MgO在钢水中的溶解度和利用率都非常低)，而且，经过镁处理后，钢中的夹杂物成分变化明显，单相的Al

微合金化精炼合成渣的制备方法，包括如下步骤：

第一步、将石灰、萤石和碳化硅分别破碎成粒度小于0.5mm的粉料，备用；

第二步、按比例将石灰、镁系合金、萤石、碳化硅混合均匀，在600-800℃熔化，预熔过程中加入氮化硅；

第三步、熔渣放出冷却至常温，与高镁铝酸钙型预熔精炼渣混合均匀，制得微合金化精炼合成渣。

进一步的，将第三步制得的微合金化精炼合成渣，再加适量粘结剂，造成粒径为10-20mm的球状渣，并于30-50℃干燥箱中烘干。

所述粘结剂为合成渣造球用的常规粘结剂，具体的，为水玻璃、沥青、磷酸盐中的一种或多种按任意比例混合，粘结剂用量为合成渣总质量的5-8％。

本发明的有益效果：

本发明通过在合成渣中辅配高镁铝酸钙型预熔精炼渣，在转炉出钢后和进站时加入钢液，使其迅速熔化达到覆盖钢液保护炉衬的目的；此外，预熔精炼渣具有成分均匀、性能稳定以及较强的吸附钢液中非金属夹杂物的能力，促进钢水纯度的提高；

本发明通过将镁进行合金化后掺入合金渣中，不仅有助于镁在钢水中的溶解，并且也能起到一定程度的还原作用，提高造渣效果；

本发明的微合金化精炼合成渣兼顾微合金与精炼的功能且价格低廉，微合金化效果好，适用于高强度钢、H型钢、薄板、中厚板、螺纹钢等控轧控冷的钢材。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

制备镁系合金：

S1、将金属Ni、Mg、Fe、Mo粉末按照40:5:45:10混合，获得合金粉末；

S2、利用机械粉末压片机将配好的合金粉末压成片，控制最大压力为10MPa，保持压力时间为10min，得到镁系合金。

实施例2

制备镁系合金：

S1、将金属Ni、Mg、Fe、Mo粉末按照40:5:45:10混合，获得合金粉末；

S2、利用机械粉末压片机将配好的合金粉末压成片，控制最大压力为10MPa，保持压力时间为12min，得到镁系合金。

实施例3

微合金化精炼合成渣的制备：

第一步、将石灰、萤石和碳化硅分别破碎成粒度小于0.5mm的粉料，备用；

第二步、按比例将石灰、实施例1制得的镁系合金、萤石、碳化硅混合均匀，在600-800℃熔化，预熔过程中加入氮化硅；

第三步、熔渣放出冷却至常温，与高镁铝酸钙型预熔精炼渣混合均匀，制得微合金化精炼合成渣。

实施例4

微合金化精炼合成渣的制备：

第一步、将石灰、萤石和碳化硅分别破碎成粒度小于0.5mm的粉料，备用；

第二步、按比例将石灰、实施例2制得的镁系合金、萤石、碳化硅混合均匀，在600-800℃熔化，预熔过程中加入氮化硅；

第三步、熔渣放出冷却至常温，与高镁铝酸钙型预熔精炼渣混合均匀，制得微合金化精炼合成渣。

实施例5

微合金化精炼合成渣的制备：

第一步、将石灰、萤石和碳化硅分别破碎成粒度小于0.5mm的粉料，备用；

第二步、按比例将石灰、实施例1制得的镁系合金、萤石、碳化硅混合均匀，在600-800℃熔化，预熔过程中加入氮化硅；

第三步、熔渣放出冷却至常温，与高镁铝酸钙型预熔精炼渣混合均匀，制得微合金化精炼合成渣；

第四步、将第三步制得的微合金化精炼合成渣，再加适量水玻璃(粘结剂)，造成粒径为10-20mm的球状渣，并于30℃干燥箱中烘干。

实施例6

微合金化精炼合成渣的制备：

第一步、将石灰、萤石和碳化硅分别破碎成粒度小于0.5mm的粉料，备用；

第二步、按比例将石灰、实施例1制得的镁系合金、萤石、碳化硅混合均匀，在600-800℃熔化，预熔过程中加入氮化硅；

第三步、熔渣放出冷却至常温，与高镁铝酸钙型预熔精炼渣混合均匀，制得微合金化精炼合成渣；

第四步、将第三步制得的微合金化精炼合成渣，再加适量水玻璃(粘结剂)，造成粒径为10-20mm的球状渣，并于50℃干燥箱中烘干。

将称量好的钢样及铁样放进刚玉坩埚中，随后再将刚玉坩锅放入石墨坩埚，将其放置于高温碳管炉内加热，炉内持续充入氮气保护坩埚。待钢样及铁样完全熔化后，先取样测试钢水的成分，再按照脱硫工艺加入实施例3-6制得的合成渣进行处理，处理结束后继续测试钢水成分，计算脱硫效率。

经测试，实施例3-6的合成渣处理后，脱硫率分别为83.7％、84.6％、85.7％、85.9％；具有较高的脱硫效率。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。