本发明属于脱氧剂领域，具体涉及一种炼钢脱氧剂的制备方法。
背景技术：
：随着国民经济的发展对钢种及其质量要求的日趋提高，钢的冶炼技术由原来的一步法炼钢发展成为二步法炼钢，即分初炼和精炼两个步骤进行。由初炼控制钢水温度和主要元素的含量，由精炼作脱氧除杂合金化处理，以取得预期品种和质量的钢种。在炼钢中，初炼钢水进入精炼炉前需在钢水表面覆盖保温剂，以防止钢水降温和表面氧化，继而进入精炼炉后需进行脱氧与合金化处理，以吸附脱氧产物及钢中的有害杂质，达到净化钢水的目的。钢水的脱氧最终都要采用金属铝，而脱氧产物氧化铝的熔点为2050℃，在钢水中以枝状或针状存在，在钢水冷凝时造成钢中枝状或针状氧化物夹杂，影响了钢材的质量。为了提高钢材的质量，在炼钢过程中必须加入脱氧剂以除去杂质，提高钢材的机械性能。因此，人们研究开发了一种炼钢用脱氧剂。炼钢用脱氧剂主要有硅钙包芯线，铝线，铝锰铁，钢芯铝，电石和碳化硅等，主要作用是与钢水中溶解的氧反应，主要生成非金属化合物，形成沉淀上浮至渣层中，加以除去即可得纯净的钢水。虽然上述的脱氧剂取得了一定的效果，但是其脱氧产物氧化铝熔点高，性脆，轧制后易形成具有尖锐棱角的夹杂物，缩短钢的使用寿命，同时还会影响钢材的力学性能。因此，亟待开发一种对钢材性能无影响的炼钢用脱氧剂具有必要的意义。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前铝作为脱氧剂对钢液进行沉淀脱氧时脱氧产物氧化铝熔点高，性脆，轧制后易形成具有尖锐棱角的夹杂物，会影响钢材的力学性能的问题，提供一种炼钢脱氧剂的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种炼钢脱氧剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量份数计，取500~550份钛铁矿、300~350份金红石、50~60份氯酸钾、70~80份氧化钙混合，于140~150℃干燥，再加入氯酸钾质量80~90%的铝粉混合，球磨粉碎过筛，收集过筛颗粒a；（2）取过筛颗粒a置于反应器中，按质量比100：13加入钙粉，加热，保持2~3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1：10加入水，研磨粉碎过筛，收集过筛颗粒b，干燥，得干燥物；（3）按质量份数计，取7~9份二氧化硅、3~5份氧化镁、2~4份硫化亚铁、5~7份氧化钡、2~3份氧化锂混合，得混合物，取氧化钙按质量比5：3加入氧化铝混合并置于硅钼电阻炉，升温至1450~1500℃保温20~30min，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比3：1加入混合物混合，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒物，取干燥物按质量比3：2加入过筛颗粒物，得炼钢脱氧剂基料，备用；（4）取太西煤按质量比5：3：2加入盐酸、氢氟酸，搅拌混合，过滤，取滤渣用蒸馏水洗涤，干燥，得干燥粉末，取硅酸钠按质量比10：3加入蒸馏水混合，再加入硅酸钠质量5~6倍的干燥粉末，于85~90℃油浴中搅拌混合，干燥，得干燥物a；（5）取干燥物a置于高温管式炉，通入氮气，升温至1400~1450℃保温5~6h，冷却至室温，再置于马弗炉中升温至650~700℃煅烧3~4h，得煅烧物，取煅烧物按质量比5：1：2加入盐酸、氢氟酸搅拌混合10~12h，离心，取沉淀按质量比2：5加入步骤（3）备用的炼钢脱氧剂基料，即得炼钢脱氧剂。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以金红石和钛铁矿为原料，以铝粉为还原剂，并引入钙粉，强化还原效果，丰富了制备出的合金物质中的钛和铁的含量，加入合金类物质后，钢的组织得到了显著的细化，钛脱氧后钢的凝固组织中大部分是细小的针状铁素体结构，夹杂物的尺寸变小，其会抑制铝脱氧生成氧化铝夹杂物，而金像组织随着合金加入量增多，有晶内针状铁素体组织，而且组织细化效果非常好，夹杂物也明显减少防止形成的尖锐棱角的夹杂物，延长钢的使用寿命；（2）本发明添加氧化锂与氧化铝仇形成具有较低熔点的共晶体，其提高了炼钢包顶渣中的氧离子活度，促进氧化铝在渣中的溶解，从而降低了熔渣黏度，对钢的炼渣有调质作用，添加氧化镁、氧化钡这类碱性物质，与炼钢中的硫结合，达到脱硫，还添加具有较高含量的氧化钙和氧化铝,能够吸附大量的铝脱氧产物,而且在吸附钢液中夹杂物后,不会造成精炼渣成分波动太大；（3）本发明以硅酸钠为硅源，以太西煤经混合酸处理脱灰后作为碳源，利用碳热还原法制备了纯度高、达到纳米级的碳化硅类物质，将其添加至炼钢脱氧剂中，当颗粒状的碳化硅加入到炉渣中后，由于碱性炉渣与钢液的作用，使碳化硅表面的二氧化硅迅速与渣中的金属氧化物化合成低熔点的硅酸盐，其与氧化铁可以充分接触，并缩短了氧离子向渣中扩散所需的时间，所以反应速度较快，进行得也较彻底，使钢液的含氧量大大减少，变渣快，并使还原时间缩短，提高了炼钢效率，节电，节约成本。具体实施方式铁钛矿主要成分：二氧化钛50%、氧化铁40%、氧化铝1.8%、二氧化硅4.9%、氧化锰1.9%、氧化钙0.1%、氧化镁0.3%。金红石主要成分：二氧化钛89%、氧化铁1.2%、氧化铝3.3%、二氧化硅5.5%、氧化锰0.4%、氧化钙0.6%。太西煤：购于神华宁煤集团，灰分为10%，粉碎过250目筛，收集过筛颗粒。一种炼钢脱氧剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取500~550份钛铁矿、300~350份金红石、56~60份氯酸钾、70~80份氧化钙混合，于140~150℃干燥10~12h，再加入氯酸钾质量80~90%的铝粉混合，球磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒a；（2）取过筛颗粒a置于反应器中，按质量比100：13加入钙粉，点燃，保持2~3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1：10加入水，研磨粉碎过200目筛，收集过筛颗粒b，干燥，得干燥物；（3）按质量份数计，取7~9份二氧化硅、3~5份氧化镁、2~4份硫化亚铁、5~7份氧化钡、2~3份氧化锂混合，得混合物，取氧化钙按质量比5：3加入氧化铝混合并置于硅钼电阻炉，升温至1450~1500℃保温20~30min，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比3：1加入混合物混合，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒物，取干燥物按质量比3：2加入过筛颗粒物，得炼钢脱氧剂基料，备用；（4）取太西煤按质量比5：3：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸，搅拌混合7~8h，过滤，取滤渣用蒸馏水洗涤，干燥，得干燥粉末，取硅酸钠按质量比10：3加入蒸馏水混合，再加入硅酸钠质量5~6倍的干燥粉末，于85~90℃油浴中搅拌混合2~3h，干燥，得干燥物a；（5）取干燥物a置于高温管式炉，通入氮气，升温至1400~1450℃，保温5~6h，冷却至室温，再置于马弗炉中升温至650~700℃煅烧3~4h，得煅烧物，取煅烧物按质量比5：1：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸搅拌混合10~12h，离心，取沉淀按质量比2：5加入步骤（3）备用的炼钢脱氧剂基料，即得炼钢脱氧剂。铁钛矿主要成分：二氧化钛50%、氧化铁40%、氧化铝1.8%、二氧化硅4.9%、氧化锰1.9%、氧化钙0.1%、氧化镁0.3%。金红石主要成分：二氧化钛89%、氧化铁1.2%、氧化铝3.3%、二氧化硅5.5%、氧化锰0.4%、氧化钙0.6%。太西煤：购于神华宁煤集团，灰分为10%，粉碎过250目筛，收集过筛颗粒。一种炼钢脱氧剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取500份钛铁矿、300份金红石、56份氯酸钾、70份氧化钙混合，于140℃干燥10h，再加入氯酸钾质量80%的铝粉混合，球磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒a；（2）取过筛颗粒a置于反应器中，按质量比100：13加入钙粉，点燃，保持2h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1：10加入水，研磨粉碎过200目筛，收集过筛颗粒b，干燥，得干燥物；（3）按质量份数计，取7份二氧化硅、3份氧化镁、2份硫化亚铁、5份氧化钡、2份氧化锂混合，得混合物，取氧化钙按质量比5：3加入氧化铝混合并置于硅钼电阻炉，升温至1450℃保温20min，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比3：1加入混合物混合，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒物，取干燥物按质量比3：2加入过筛颗粒物，得炼钢脱氧剂基料，备用；（4）取太西煤按质量比5：3：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸，搅拌混合7h，过滤，取滤渣用蒸馏水洗涤，干燥，得干燥粉末，取硅酸钠按质量比10：3加入蒸馏水混合，再加入硅酸钠质量5倍的干燥粉末，于85℃油浴中搅拌混合2h，干燥，得干燥物a；（5）取干燥物a置于高温管式炉，通入氮气，升温至1400℃，保温5h，冷却至室温，再置于马弗炉中升温至650℃煅烧3h，得煅烧物，取煅烧物按质量比5：1：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸搅拌混合10h，离心，取沉淀按质量比2：5加入步骤（3）备用的炼钢脱氧剂基料，即得炼钢脱氧剂。铁钛矿主要成分：二氧化钛50%、氧化铁40%、氧化铝1.8%、二氧化硅4.9%、氧化锰1.9%、氧化钙0.1%、氧化镁0.3%。金红石主要成分：二氧化钛89%、氧化铁1.2%、氧化铝3.3%、二氧化硅5.5%、氧化锰0.4%、氧化钙0.6%。太西煤：购于神华宁煤集团，灰分为10%，粉碎过250目筛，收集过筛颗粒。一种炼钢脱氧剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取550份钛铁矿、350份金红石、60份氯酸钾、80份氧化钙混合，于150℃干燥12h，再加入氯酸钾质量90%的铝粉混合，球磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒a；（2）取过筛颗粒a置于反应器中，按质量比100：13加入钙粉，点燃，保持3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1：10加入水，研磨粉碎过200目筛，收集过筛颗粒b，干燥，得干燥物；（3）按质量份数计，取9份二氧化硅、5份氧化镁、4份硫化亚铁、7份氧化钡、3份氧化锂混合，得混合物，取氧化钙按质量比5：3加入氧化铝混合并置于硅钼电阻炉，升温至1500℃保温30min，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比3：1加入混合物混合，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒物，取干燥物按质量比3：2加入过筛颗粒物，得炼钢脱氧剂基料，备用；（4）取太西煤按质量比5：3：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸，搅拌混合8h，过滤，取滤渣用蒸馏水洗涤，干燥，得干燥粉末，取硅酸钠按质量比10：3加入蒸馏水混合，再加入硅酸钠质量6倍的干燥粉末，于90℃油浴中搅拌混合3h，干燥，得干燥物a；（5）取干燥物a置于高温管式炉，通入氮气，升温至1450℃，保温6h，冷却至室温，再置于马弗炉中升温至700℃煅烧4h，得煅烧物，取煅烧物按质量比5：1：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸搅拌混合12h，离心，取沉淀按质量比2：5加入步骤（3）备用的炼钢脱氧剂基料，即得炼钢脱氧剂。铁钛矿主要成分：二氧化钛50%、氧化铁40%、氧化铝1.8%、二氧化硅4.9%、氧化锰1.9%、氧化钙0.1%、氧化镁0.3%。金红石主要成分：二氧化钛89%、氧化铁1.2%、氧化铝3.3%、二氧化硅5.5%、氧化锰0.4%、氧化钙0.6%。太西煤：购于神华宁煤集团，灰分为10%，粉碎过250目筛，收集过筛颗粒。一种炼钢脱氧剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量份数计，取525份钛铁矿、325份金红石、58份氯酸钾、75份氧化钙混合，于145℃干燥11h，再加入氯酸钾质量85%的铝粉混合，球磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒a；（2）取过筛颗粒a置于反应器中，按质量比100：13加入钙粉，点燃，保持2.5h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1：10加入水，研磨粉碎过200目筛，收集过筛颗粒b，干燥，得干燥物；（3）按质量份数计，取8份二氧化硅、4份氧化镁、3份硫化亚铁、6份氧化钡、2.5份氧化锂混合，得混合物，取氧化钙按质量比5：3加入氧化铝混合并置于硅钼电阻炉，升温至1475℃保温25min，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比3：1加入混合物混合，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒物，取干燥物按质量比3：2加入过筛颗粒物，得炼钢脱氧剂基料，备用；（4）取太西煤按质量比5：3：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸，搅拌混合7.5h，过滤，取滤渣用蒸馏水洗涤，干燥，得干燥粉末，取硅酸钠按质量比10：3加入蒸馏水混合，再加入硅酸钠质量5.5倍的干燥粉末，于87℃油浴中搅拌混合2.5h，干燥，得干燥物a；（5）取干燥物a置于高温管式炉，通入氮气，升温至1425℃，保温5.5h，冷却至室温，再置于马弗炉中升温至675℃煅烧3.5h，得煅烧物，取煅烧物按质量比5：1：2加入浓度为0.2mol/的盐酸、质量分数为40%的氢氟酸搅拌混合11h，离心，取沉淀按质量比2：5加入步骤（3）备用的炼钢脱氧剂基料，即得炼钢脱氧剂。对比例：安阳市某公司生产的炼钢脱氧剂。将上述实施例所得炼钢脱氧剂与对比例的炼钢脱氧剂的脱氧效果进行检测，其中钢中全氧含量：将实施例所得炼钢用脱氧剂与对照例的炼钢用脱氧剂分别加入钢水中进行脱氧处理后，采用钢水定氧仪测定钢水脱氧后活度氧含量，并取钢水样做全氧分析；总氧脱除率：按gb/t112261-2006检测法测定钢中总氧含量，计算总氧脱除率，结果如表1所示。表1：检测项目实施例1实施例2实施例3对比例钢中全氧含量/10-652504872~80总氧脱除率/%93.794.394.678.6~82.1抗压强度/mpa301311306231~237综合上述，本发明的脱氧剂在实际应用中脱氧效果好，力学性能明显提高，与市售产品相比具有显著优势，值得推广。当前第1页12