一种用于炼钢的脱氧块及其制备方法

文档序号:8407784来源:国知局
一种用于炼钢的脱氧块及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金工业技术领域,尤其涉及一种用于炼钢的脱氧块及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展,能源危机也随之增加,太阳能以其优势成为人们解决能源能源危机的首选,而太阳能技术的应用需要以高纯度的晶体硅材料为首选,在切割晶体硅的过程中需要加入由碳化硅和聚乙二醇等组成的切割料浆。随着切割的进行,碳化硅的球形系数、粒径和粒径分布发生变化,最终导致切割能力不足成为废料浆。该料浆中包含大量的碳化硅,造成了极大的资源浪费。
[0003]碳化硅是一种人造材料,长期以来主要做磨料使用,由于其理化性质,其用途不断扩大,已在许多重要工业和科学领域得到广泛的应用。在上世纪七八十年代,工业发达的国家开发了以碳化硅做炼钢脱氧剂;九十年代在国内也兴起了碳化硅代替硅铁粉脱氧的新工艺。碳化硅作为复合脱氧剂,其作用与硅铁粉相似,而价格低廉;碳化硅直接脱氧的能力也大于碳粉及硅粉。从热力学角度出发,碳化硅和硅扩散脱氧的能力及直接脱氧的能力比硅铁粉与碳粉脱氧的能力强,是电炉炼钢理想的脱氧剂,但碳化硅粉体材料的堆积密度小,其反应只能在渣钢界面上进行。目前,通常使用碳化硅和硅进行扩散脱氧,即将碳化硅或硅加入到炉渣中,直接降低炉渣中的氧化铁含量,借分配定律的作用使钢液中的氧化铁逐渐转移到炉渣中来,但扩散脱氧的速度慢,深度脱氧效果差。

【发明内容】

[0004]本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷,提供了一种脱氧块及其制备方法,能够使碳化硅和硅进入到钢水内部进行深度脱氧,该脱氧方式效率高、成本低、操作简单,并且利用切割晶体硅的过程中产生的废砂浆,实现资源回收利用,有利于环境保护。
[0005]为了达到上述目的,本发明采用了如下的技术方案:
[0006]一种用于炼钢的脱氧块,其中,包括具有多个孔柱的生铁块体以及填充于所述孔柱中的脱氧剂;所述脱氧剂为硅片切割废砂浆中固液分离后的固体组分。
[0007]优选地,按重量百分比计算,所述脱氧剂的化学组分为:80%?90%的SiC,5%?15%的 Si,2%?6%的 S12,1%?3%的 Fe。
[0008]优选地,所述多个孔柱的体积占整个块体的体积为40 %?50 %。
[0009]优选地,所述脱氧块的密度为3.5g/cm3以上。
[0010]优选地,所述生铁块体为圆球形。
[0011]优选地,所述多个孔柱从所述圆球形生铁块体的球心延伸至该圆球形生铁块体的表面。
[0012]优选地,所述多个孔柱均匀分布于所述圆球形生铁块体中。
[0013]优选地,所述圆球形生铁块体的直径为I?50cm,所述孔柱的孔径为5?50mm,所述孔柱的长度小于所述圆球形生铁块体的半径。
[0014]如上所述的用于炼钢的脱氧块的制备方法,包括步骤:
[0015]将硅片切割废砂浆进行固液分离,烘干固体组分,获得脱氧剂;
[0016]制备具有多个孔柱的生铁块体;
[0017]将所述脱氧剂和生铁块体放入球磨机中共同旋转,使脱氧剂填充于所述孔柱中,获得所述脱氧块。
[0018]本发明实施例提供的脱氧块的制备方法,其利用切割晶体硅的过程中产生的废砂浆,实现资源回收利用,有利于环境保护。制备得到的脱氧块,能够使碳化硅和硅进入到钢水内部进行深度脱氧,该脱氧方式效率高、成本低、操作简单。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例提供的脱氧块的正视图。
[0020]图2是本发明实施例提供的脱氧块的剖面图。
【具体实施方式】
[0021]如前所述,本发明的目的是提供一种用于炼钢的脱氧块,该脱氧块包括具有多个孔柱的生铁块体以及填充于所述孔柱中的脱氧剂;所述脱氧剂为硅片切割废砂浆中固液分离后的固体组分。
[0022]其制备方法包括步骤:
[0023]1、将硅片切割废砂浆进行固液分离,烘干固体组分,获得脱氧剂。
[0024]2、制备具有多个孔柱的生铁块体。
[0025]3、将所述脱氧剂和生铁块体放入球磨机中共同旋转,使脱氧剂填充于所述孔柱中,获得所述脱氧块。
[0026]该脱氧块的制备方法,利用切割晶体硅的过程中产生的废砂浆,实现资源回收利用,有利于环境保护。制备得到的脱氧块,能够使碳化硅和硅进入到钢水内部进行深度脱氧,该脱氧方式效率高、成本低、操作简单。
[0027]较为优选的方案中,按重量百分比计算,所述脱氧剂的化学组分为:80%?90%的 SiC,5%?15%的 Si,2%?6%的 S12,1%?3%的 Fe。
[0028]较为优选的方案中,所述多个孔柱的体积占整个块体的体积为40%?50%。
[0029]较为优选的方案中,所述脱氧块的密度为3.5g/cm3以上。
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护范围。
[0031]实施例1
[0032]首先,将硅片切割废砂浆进行固液分离,烘干固体组分,获得脱氧剂。本实施例中,按重量百分比计算,制备得到的脱氧剂的化学组分为:87 %的SiC,6 %的Si,5 %的S12,2%的 Fe。
[0033]然后,制备具有多个孔柱的生铁块体。本实施例中,如图1和图2所示,生铁块体10为圆球形,其直径D为5cm。多个孔柱20均匀分布于圆球形生铁块体10中。孔柱20的孔径d为5mm,孔柱20的长度为2.3cm。多个孔柱20的体积占整个生铁块体10的体积为40%。并且,多个孔柱20从圆球形生铁块体10的球心延伸至该圆球形生铁块体10的表面,呈放射状结构。
[0034]最后,将如上制备得到的脱氧剂和生铁块体放入球磨机中共同旋转,使脱氧剂填充于孔柱中,获得脱氧球团。如图1和图2所示的,最终获得的脱氧球团中,脱氧剂30填充于孔柱20中,圆球形生铁块体10的密度大于5g/cm3。
[0035]本实施例中,生铁块体设计为圆球形,当然在另外的一些实施例中,生铁块体也可以设计为其他形状的块体。圆球形的生铁块体,更有利于脱氧块渗入到钢液内部,更能有效地进行脱氧,并且为了使脱氧块更好地渗入到钢液内部,脱氧块的密度要设计为3.5g/cm3以上。将本实施例的脱氧球团应用于炼钢中,最终钢液中氧含量可以控制在1PPm以下。
[0036]更进一步地,对于圆球形的生铁块体10,其直径D可以设计的范围为I?50cm,此时孔柱20的孔径d可以设计的范围为5?50mm,所述孔柱20的长度L应小于所述圆球形生铁块体10的半径。
[0037]实施例2
[0038]与实施例1不同的是:首先,本实施例中制备得到的脱氧剂的化学组分为:80%的SiC, 15%的Si,2%的S12, 3%的Fe。其次,圆球形生铁块体10的直径D为6cm。孔柱20的孔径d为10mm,孔柱20的长度为2.8cm。多个孔柱20的体积占整个生铁块体10的体积为45%。最终制备得到的圆球形生铁块体10的密度大于4g/cm3。本实施例制备得到的脱氧块,应用于炼钢中,具有于实施例1中的相近似的效果。
[0039]综上所述,与现有技术相比,本发明提供的用于炼钢的脱氧块,能够使得脱氧剂进入钢水内部深度脱氧,脱氧效果良好,最终钢液中氧含量可以控制在1PPm以下。该脱氧块化学成份稳定,提高了钢的质量。另外,该脱氧块中的脱氧剂为硅片切割废料的固体组份,不仅价格便宜、提高了资源的利用率而且保护环境,具有经济和环境的双重效益。
[0040]以上所述仅是本申请的【具体实施方式】,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
【主权项】
1.一种用于炼钢的脱氧块,其特征在于,包括具有多个孔柱的生铁块体以及填充于所述孔柱中的脱氧剂;所述脱氧剂为硅片切割废砂浆中固液分离后的固体组分。
2.根据权利要求1所述的用于炼钢的脱氧块,其特征在于,按重量百分比计算,所述脱氧剂的化学组分为:80%?90%的SiC,5%?15%的Si,2%?6%的S12,1 %?3%的Fe。
3.根据权利要求1所述的用于炼钢的脱氧块,其特征在于,所述多个孔柱的体积占整个块体的体积为40 %?50 %。
4.根据权利要求1所述的用于炼钢的脱氧块,其特征在于,所述脱氧块的密度为3.5g/cm3以上。
5.根据权利要求1-4任一所述的用于炼钢的脱氧块,其特征在于,所述生铁块体为圆球形。
6.根据权利要求5所述的用于炼钢的脱氧块,其特征在于,所述多个孔柱从所述圆球形生铁块体的球心延伸至该圆球形生铁块体的表面。
7.根据权利要求6所述的用于炼钢的脱氧块,其特征在于,所述多个孔柱均匀分布于所述圆球形生铁块体中。
8.根据权利要求6所述的用于炼钢的脱氧块,其特征在于,所述圆球形生铁块体的直径为I?50cm,所述孔柱的孔径为5?50mm,所述孔柱的长度小于所述圆球形生铁块体的半径。
9.如权利要求1-8任一所述的用于炼钢的脱氧块的制备方法,其特征在于,包括步骤: 将硅片切割废砂浆进行固液分离,烘干固体组分,获得脱氧剂; 制备具有多个孔柱的生铁块体; 将所述脱氧剂和生铁块体放入球磨机中共同旋转,使脱氧剂填充于所述孔柱中,获得所述脱氧块。
【专利摘要】本发明公开了一种用于炼钢的脱氧块,包括具有多个孔柱的生铁块体以及填充于所述孔柱中的脱氧剂;所述脱氧剂为硅片切割废砂浆中固液分离后的固体组分。其制备方法包括步骤:将硅片切割废砂浆进行固液分离,烘干固体组分,获得脱氧剂;制备具有多个孔柱的生铁块体;将所述脱氧剂和生铁块体放入球磨机中共同旋转,使脱氧剂填充于所述孔柱中,获得所述脱氧块。该脱氧块的制备方法,利用切割晶体硅的过程中产生的废砂浆,实现资源回收利用,有利于环境保护;制备得到的脱氧块,能够使碳化硅和硅进入到钢水内部进行深度脱氧,该脱氧方式效率高、成本低、操作简单。
【IPC分类】C21C7-06
【公开号】CN104726642
【申请号】CN201510056380
【发明人】铁生年, 汪长安, 侯思懿, 王涛, 张晨光, 张钲
【申请人】林州市清华·红旗渠新材料产业化发展中心
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月3日
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