一种碱土金属氧化物复合钢水精炼剂及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于钢水炉外精炼工艺技术领域，更具体地说，涉及一种碱土金属氧化物复合钢水精炼剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国钢铁工业生产技术和装备水平不断提高，一些特大型钢铁企业已达世界先进水平，从而带动了品种结构的进一步优化，板带比明显提高，优质纯净钢的产量也大幅提升。高质量钢水精炼工艺、高效率连铸生产技术、充分发挥乳机物理冶金能力是目前先进钢铁企业在高效率、高质量、低成本生产控制中采用的关键技术。其中，作为提高钢材质量、优化产品结构的重要措施之一，炉外精炼技术越来越为钢铁企业所重视，精炼剂在钢水精炼中的作用也越来越突出，对其要求也向多功能、高效率、纯净化方向发展。
[0003]高品质优质钢对生产过程要求较高，尤其重视钢水的内在质量，这就要求精炼工艺须遵循纯净钢生产原则。一是要求钢的纯净度较高，成份控制准确、稳定、波动小;二是精炼过程中须有高的脱硫效率，增硅、碳、氮尽可能低;三是对钢水中夹杂物要有良好的吸附和改质作用；四是连铸生产顺行，铸坯质量好，力求获得无缺陷铸坯。
[0004]目前，国内生产高纯净钢主要借助于提升技术装备或优化工艺，如:采用铁水预处理-转炉自动化冶炼-LF精炼-RH或VD工艺和精炼喂线对钢水进行处理，研究高效、适用于优钢生产工艺，且具有脱氧、脱硫和夹杂物变性处理功效的多功能精炼渣等手段。通过优化工艺和提升设备装备水平，虽然能大幅度提高钢质，并具备生产高品质优质钢的能力，但同时也面临着会带来铁水脱硫后的渣处理、铁损及工艺流程拉长，钢水温降大需进行温度补偿及生产成本增加等一系列问题，显然不利于当前钢市低迷、价格竞争激烈、企业普遍处于亏损的局面。钢水精炼喂线技术的推广应用，虽然在一定程度上解决了上述问题，但也存在合金元素收得率受钢水冶炼条件影响较大，喂线品种和数量受到严格限制的不足，同时采用喂线精炼处理钢水也大大增加了钢铁生产成本。
[0005]二十一世纪中后期，国内钢厂开始研究脱氧、脱硫复合功能合金及能够适用于优钢生产工艺，且具有高效脱氧、脱硫和夹杂物变性处理功效的多功能精炼渣，在优化提升工艺装备的前提下，不仅使优质钢生产成本得到进一步降低，而且还借助于多功能复合合金和精炼渣系使得生产超低硫、氧、氮、氢和低杂质含量的纯净钢成为可能。随着低熔点，粘度、流动性好，能快速成渣的Ca0.Al2O3预熔精炼渣的研究开发成功与广泛应用，并配合CaS1、MgAl、CaAlS1、CaBaAlSi等复合多功能脱氧合金的共同使用，其形成的CaO-Al2O3-S12-MgO-Fe2O3或CaO-Al2O3-S12-BaO-Fe2O3等多元渣系，使深度脱[S]、[O]及夹杂物变性处理，净化钢水，提高钢水纯净度的功能得以实现。但根据钢水及渣脱硫的动力学反应条件，必须同时对钢水、钢包顶渣进行沉淀脱氧和扩散脱氧，上述精炼渣系才具有较高的脱硫效率。一般扩散脱氧均采用活波金属Al、Ca、Ba等单质合金或复合合金，但由于Ca、Ba单质较活泼，在自然界不易存在，且Ca、Ba单质及其复合合金价格高，因此一般采用金属Al进行扩散脱氧。而采用金属铝和含铝的复合合金脱氧后的产物Al2O3在钢水中属高熔点、絮状夹杂物，对钢质影响较大，同时使钢水可浇性变差，影响连铸生产。在终脱氧以金属铝或含铝复合合金为主的钢种生产时，如果未解决上述问题，则必须在钢水精炼站采用喂钙线对钢水进行变性处理，或者使用CaS1、CaAl、CaBaSi等合金对钢水进行变性处理，从而大幅度增加了生产成本。
[0006]经检索，中国专利申请号:200810012379.2，申请日为:2008年7月17日的发明专利公开了一种用于炉外精炼脱硫、去除细小夹杂物的粉剂添加剂及其制法，该申请案的粉剂添加剂由低熔点预熔渣粉剂、氟化钙、碳酸钙或碳酸镁或碳酸钙和碳酸镁的混合物、氧化钙或氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物和粘结剂经制备而成。采用该申请案的粉剂添加剂在一定程度上能够实现钢水快速精炼脱硫，并对钢液中的夹杂物进行有效去除，但该申请案的粉剂添加剂对钢水不能进行有效脱氧，难以满足现代优钢生产对多功能精炼剂的需求，且需要额外添加低熔点预熔渣粉剂才能够实现夹杂物的有效去除。此外，该申请案也不可避免的需要同时对钢包顶渣进行沉淀脱氧和扩散脱氧，才能保证粉剂添加剂的脱硫效果，导致优钢生产工艺较复杂，成本较高。
【发明内容】
[0007]1.发明要解决的技术问题
[0008]本发明的目的在于克服现有技术中通过预熔精炼渣与复合合金的配合使用来生产纯净钢时，必须同时采用金属铝或含铝的复合合金对钢水、钢包顶渣进行沉淀脱氧和扩散脱氧，从而使生产工艺复杂化，且脱氧后的产物Al2O3对钢质影响较大，钢水可浇性变差，增加了后续处理工序的复杂性和成本的不足，提供了一种碱土金属氧化物复合钢水精炼剂及其制备方法。使用本发明的碱土金属氧化物复合钢水精炼剂可以有效脱除钢水中的[S]和[O]，且使用时无需采用金属铝或含铝的复合合金预先对钢水、钢包顶渣进行沉淀脱氧和扩散脱氧，使生产工艺明显简化，操作简单，大大降低了生产成本。
[0009]2.技术方案
[0010]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0011]其一，本发明的一种碱土金属氧化物复合钢水精炼剂，该精炼剂是由碱土金属氧化物粉末、碱土金属碳酸盐粉末、还原剂及粘结剂制成的。
[0012]更进一步地，所述碱土金属氧化物及碱土金属碳酸盐粉末组成的混合物A与还原剂的质量比例为70-90%: 10-30%，且碱土金属氧化物与碱土金属碳酸盐的质量分别为混合物A总质量的80-97 %、3-20%。
[0013]更进一步地，所述的碱土金属氧化物由CaO、MgO和BaO按照如下质量配比组成:Ca065-80%、Mg010-20%、Ba010-15% ;所述的碱土金属碳酸盐选自 CaCO3、MgC03和BaCO3粉末中的至少一种。
[OOM]更进一步地，所述的还原剂由FeSi合金粉末与AD粉按照如下质量百分比组成:25-50%FeSi 合金粉末、50-75%AD 粉。
[0015]其二，本发明的一种碱土金属氧化物复合钢水精炼剂的制备方法，其步骤为:
[0016]步骤一、将碱土金属氧化物粉末与碱土金属碳酸盐粉末进行粉碎后按照质量百分比分别为80-97%、3-20%进行搅拌混合均匀，形成混合物A;
[0017]步骤二、将FeSi合金粉末与AD粉按照质量百分比分别为25-50%、50_75%进行搅拌混合均匀，形成还原剂混合物；
[0018]步骤三、将混合物A与还原剂混合物按照质量百分比分别为70-90%、10-30%进行搅拌混合均匀，然后加入有机粘结剂干压成球。
[0019]更进一步地，所述的碱土金属氧化物由CaO、MgO和BaO按照如下质量配比组成:Ca065-80%、Mg010-20%、Ba010-15% ;所述的碱土金属碳酸盐选自 CaCO3、MgC03和BaCO3粉末中的至少一种。
[0020]更进一步地，步骤三中的有机粘结剂选用淀粉、废纸浆粉或复合纤维素等，且粘结剂的添加量为碱土金属氧化物、碱土金属碳酸盐及还原剂总质量的1-3%。
[0021 ]更进一步地，步骤一种碱土金属氧化物粉末与碱土金属碳酸盐粉末粉碎后的粒度均为600-800目，步骤二中FeSi合金粉末的粒度为180-200目，AD粉在使用之前进行脱氮处理。
[0022]