专利名称：硅钙碳脱氧剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种脱氧剂，具体涉及一种转炉炼钢硅钙碳脱氧剂。
随着炼钢行业的形势发展，需要提高产品质量，降低炼钢成本。传统的炼钢脱氧采用铝饼、硅钙、硅铝铁、硅铝钡、硅铝钙钡等铁合金进行炼钢脱氧，增大了炼钢成本，操作工艺比较麻烦。另外随着浇注钢坯的发展，有模注转化连注工艺，脱氧效果差，钢质易出现气孔、气泡、夹杂物、连铸结瘤等。
本发明的目的是设计一种脱氧效果好、炼钢工艺更简便、安全可靠的硅钙碳脱氧剂。
本发明采取的技术方案是该脱氧剂为深灰白色颗粒粉剂，粒度不大于5厘米，由工业用原料SiC、CaC2、SiFe混合而成，其中(质量百分含量)Ca35-50％、C15-30％、Si10-25％、AL2O32-4.5％、Fe2O33-5％、S0.01-0.04％、P2O50.01-0.02％、MnO0.5-1％、H2O0.5％。
由于本发明采取了上述技术方案与原有的脱氧剂相比，工艺简便易行，安全可靠，不仅具有良好的脱氧、脱硫、增碳效果，有效的改变钢水流动性，净化钢液，降低成本，经济效益显著。
下面结合实施例，对本发明的技术特征作进一步描述。
本发明为深灰白色颗粒粉剂，粒度不大于5厘米，由工业用原料SiC、CaC2、SiFe混合而成，其中(质量百分含量)Ca35-50％、C15-30％、Si10-25％、AL2O32-4.5％、Fe2O33-5％、S0.01-0.04％、P2O50.01-0.02％、MnO0.5-1％、H2O0.5％。
出钢前，先将硅钙碳脱氧剂一种全部加入钢包(也有一些炉次留一部分在出钢过程中加入)，然后再出钢加硅铁、锰铁合金进行钢的脱氧合金化。出完钢后钢水送到吹氩站，先用MED-1-B型双铂铑定氧探头快速测定钢中的氧活度，然后进行测温，预吹氩。经处理后的钢水送往连铸机，连铸成钢坯。
众所周知，单一的金属钙、金属钡、金属铝是非常活泼的碱土金属，具有很强的脱氧作用。但是，钙钡的沸点低(约1450℃)、铝的沸点更低(约650℃)，另外，在炼钢温度下，蒸气压非常高，一般在1600℃时为1.98大气压。同时钙、钡在铁中的溶解度很小，一般0.15-0.16％。在1600℃时的钙、钡、铝蒸气压为0.16MPa，在钢水中极易汽化蒸发，会造成强烈的沸腾飞溅，导致钙、钡、铝的回收利用率低。
而硅钙碳脱氧剂中的钙是以化合物CaC2形式存在的，它与钢水之间存以下反应<脱氧反应>
<脱硫氧反应>
CaC2在钢渣界面还存在以下反应<脱氧反应>
通过这些反应，实现钢的脱氧脱硫；因此采用硅钙碳脱氧剂加入钢水后产生的钙蒸气较小，钙的回收利用率也就高。同时反应产物是CaO和CO气体，前者可提高钢包中炉渣的碱度，后者在钢水内上升的过程中对钢水具有搅拌作用，有利于反应产物的上浮而净化钢液。
硅钙碳脱氧剂中还含有一定量的Si和C，也起脱氧作用。另外还具有一个特点，是它呈细颗粒状，与含钙、含铝或含钡的其它块状脱氧材料相比，它的溶解受边界浓度的影响小，溶解快，提高反应速度，从而也提高了钙、硅、碳等元素的利用率。这与钢包喂线，合金元素回收率高的原理基本相同。
表1冶炼普碳钢、20MnSi钢使用不同脱剂的脱氧效果
由表1可见，硅钙碳脱氧剂的脱氧效果好，吹氩前钢水平均氧含量为63.2ppM。冶炼20MnSi钢用硅钙碳作脱氧时，吹氩前钢水氧含量波动在42-75ppm，平均58.7ppm。说明用硅钙碳作脱氧剂，不需加喂丝线，也完全满足脱氧要求。
表2冶炼不同钢种采用不同脱氧剂的脱硫效果
(注表2中的两种脱氧剂的主要成份与表1相同。)由表2可知，硅钙碳脱氧剂具有更好的脱硫效果，冶炼普碳钢平均脱硫率达到27.42％；冶炼20MnSi钢平均脱硫率达45.1％。如果使用这种脱氧剂，炼钢终点含硫量可以提高0.005-0.01％。这样，不仅可以减少脱硫的石灰加入量，还可以减少因拉硫造成以后，从而降低铁耗，减轻炉衬的侵蚀和炉衬消耗，最终达到进一步降低成本的目的。
用硅钙碳脱氧剂的脱氧产物主要是CO和CaO，其中CO不但不会产生夹杂物，而且CO在从钢液溢出过程中能促使其它夹杂物随之上浮，同时硅钙碳设计的脱氧产物为低溶点铝酸钙，能及时从钢液中上浮排出。此外，钙在炼钢温度下，还能与硅形成液态硅酸钙，这些液态的微小夹杂物在上浮过程中容易碰撞、聚集、长大，钙还能促进钢液中夹杂物球化变性，有利于排出而净化钢液。
以上这些特点的综合效果是净化钢液、改善钢水流动性，提高钢的质量。在全部试验炉次中，连铸顺利进行，有发生连铸中包水口堵塞现象。这对增加连铸炉数，增产降耗都有重要意义。
硅钙碳脱氧剂，与传统的硅铝铁、硅铝钡、硅钙铁、硅钙钡相比，可提高合金回收率，降低炼钢成本。
表3炼碳结钢两种脱氧工艺钢中元素收得率的对比
表4炼20MnSi两种脱氧工艺元素收得率的对比
注①高碳FeMn含Mn=66％；②FeS含Si=73.5％；③FeSiBa含Si=64％；④FeMnAL含含Mn=31 61％、AL=21.9％⑤FeSiBaCa含Si=53.30％、Ba=19.85、Ca=13.40％⑥FeSiAL含Si=18-20％、Al=48-50％。
由表3、表4看出，Si元素提高5-10％，Mn元素提高7-14％，Al元素提高5-8％。所以完全保证钢成品Si、Mn、C质量前体下，可减少硅铁、锰铁、增碳剂的加入量。炼20MnSi钢、硅铁减少7.5％，吨钢节约为1000×0.60％÷72.5％÷79.43％-1000×0.60％÷72.5％÷88.83％=1.10Kg。
锰铁减少10％，吨钢节资为1000×1.35％÷66％÷84.78％-1000×1.35％÷66％÷94.97％=2.57Kg；节约增碳剂为0.8kg，节约喂丝线0.274kg。
表5两种脱氧剂用20MnSi钢的成品成分对比
表6两种脱氧剂用20MnSi钢的力学性能检验结果对比 使用硅钙碳脱氧剂能有效地净化钢液，改善钢水流动性，防止连铸中包水口结瘤。
表7炼20MnSi钢用硅钙碳脱氧与其它脱氧材料成本相比
由表7可以看出使用硅钙碳脱氧与传统用其它合金脱氧材料工艺比吨钢降低成本13元-9元=4元使用硅钙碳脱氧剂作终脱氧具有良好的脱氧和脱硫效果，脱氧能满足镇静钢完全脱氧的要求。冶炼普碳钢吹氩前钢水中氧含量平均降到63.2ppM，脱硫率达到27.42％；炼20MnSi钢，吹氩前钢水中氧含量，钢平均降到58.7ppm。脱硫率达到45.1％。
使用硅钙碳脱氧剂，可以获得显著的经济效益。普碳钢吨钢可降低成本1.82元；20MnSi钢吨钢可降低成本4元。
该氧化剂易受潮风化，在运输、存放过程中必须防潮，而且存放期最多不超过三个月。
权利要求
1.一种硅钙碳脱氧剂，其特征在于为颗粒粉剂，粒度不大于5厘米，由工业用原料SiC、CaC2、SiFe混合而成，其中(质量百分含量)Ca35-50％、C15-30％、Si10-25％、AL2O32-4.5％、Fe2O33-5％、S0.01-0.04％、P2O50.01-0.02％、MnO0.5-1％、H2O0.5％。
2.如权利要求1所述的一种硅钙碳脱氧剂，其特征在于Ca38.9％.Si16.2％、C15％、余量为AL2O3、Fe2O3、S、P2O5、MnO、H2O。
全文摘要
本发明为转炉炼钢脱氧剂技术领域提供了一种硅钙碳脱氧剂,其主要特征是由工业用原料SiC、CaC
文档编号C21C7/06GK1311338SQ0010207
公开日2001年9月5日 申请日期2000年2月26日 优先权日2000年2月26日
发明者袁雪梅 申请人:袁雪梅