一种纳米钢水净化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及冶金冶炼净化技术领域，具体地说是一种纳米钢水净化剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 总所周知钢铁在市场上的需求量很大，随着钢铁行业的发展，对钢材的质量要求 越来越高，对钢水的纯净度也有了更高的要求，钢水在冶炼过程中，由于废钢、铁合金、耐火 材料等带入大量的杂质和有害气体，特别是高合金钢、不诱钢、耐热钢，含有较高的Cr、Ni、 Mo及Nb、Ti等元素，而且大多数钢号的含碳量都很低，因此在冶炼过程中脱氧去气都比较困 难。钢中产生的夹杂物(氧化物、硫化物等)不易上浮，难W排出去，钢锭易出现疏松、气孔、 夹砂、开裂、结瘤和冷隔等缺陷，导致钢材的塑性、初性的降低。
[0003] 为提高钢材的各项性能，目前在炼钢行业主要是采用A0D、V0D、LF几种精炼工艺来 达到净化钢水的目的，在铸造行业主要采用在钢液中加入各种净化剂W及稀±变质剂来实 现钢液的脱氧、脱硫和净化。传统的钢水净化剂通常采用稀±合金、娃巧合金、娃侣领合金 等，但由于运类合金生产都需要采用高溫冶炼，使得工艺过程能耗高、污染严重，运样也造 成成钢水成本大幅上升。研究新的净化剂产品势在必行。
[0004] 近年来，纳米材料在许多科学领域中逐渐得到了重视和应用，纳米材料具有许多 特殊的性能，如初性高、耐磨性高等。纳米材料(TiN、SiC、TiC等)分散尺寸极细、有较高硬度 并有巨大表面能。纳米变质技术打破了钢铁耐磨材料生产中的一些常规规律。通常，在钢铁 耐磨材料强化过程中提高硬度必然伴随初性下降，但由于纳米合金变质剂的高表面活性W 及它在细化晶粒过程中同时起到弥散硬化作用，所W经常能够达到同时提高合金硬度及初 性的综合效果。由于纳米材料特有的性质，如何将纳米粒子加入到钢铁材料液体中的始终 是一个非常困难的课题，运也制约着纳米材料的应用。
【发明内容】
[0005] (一)解决的技术问题
[0006] 针对现有技术的不足，本发明提供一种纳米钢水净化剂及其制备方法，本发明一 种纳米钢水净化剂具有造渣脱氧、脱硫脱憐的功能，从而大幅减少钢液中的夹杂物，减少钢 中的夹渣、气孔、冷隔等缺陷，大幅度提高钢水的净化程度，提高钢材社制过程中产品的成 品率，提高钢材的内外质量，有效去除表面裂纹，在保持原标准要求的前提下，省略部份净 化设备的功能，钢材性能与LF炉净化效果相同，可W替代用于精炼的LF炉，可W大降低炼钢 成本、节约设备投资、减少生产工序、降低单位钢水能源消耗。
[0007] (二)技术方案
[000引本发明所要解决的技术问题可W通过W下技术方案来是实现：
[0009] 一种纳米钢水净化剂，其原料按质量份构成为：纳米SiC2-8份，娃侣合金粉10-20 份，1(2〇粉5-16份，化2〇粉3-12份，8曰0粉5-12份，化0)3粉3-10份，〔曰。2粉5-8份，1旨粉2-5份，铁 铁粉2-6份，余量为铁粉，径基纤维素3-8份，水分2-4份。
[0010] -种纳米钢水净化剂，所述纳米SiC的粒径小于50nm。
[0011] -种纳米钢水净化剂的制备方法，按W下步骤操作：
[0012] 步骤一，将纳米SiC和娃侣合金粉混合均匀形成混合粉末a;
[OOU] 步骤二，将步骤一得到的混合粉末a、K2〇粉、化2〇粉、BaO粉CaC〇3粉和CaF2粉混合均 匀形成混合粉末b;
[0014] 步骤Ξ，将所述混合料b、Mg粉、铁铁粉和铁粉混合均匀形成混合颗粒C，向所述混 合颗粒C中加入径基纤维素和水分揽拌均匀，最后将揽拌后的混合颗粒冷压成型即可。
[0015] -种纳米钢水净化剂的制备方法，所述混合料C呈沙粒状。
[0016] (;巧益效果
[0017] 本发明提供了一种纳米钢水净化剂及其制备方法，本发明纳米钢水净化剂W钟、 巧、领元素为主，同时添加纳米粉体等其他原料，纳米粉体因耐高溫，在钢液凝固过程中形 成细小的第二相晶核，增加晶核屯、数量，达到细化晶粒的目的，纳米粉体在净化剂中分散均 匀并在净化剂加入钢水后也能分散均匀。钟、巧、领与其它合金经过高溫还原形成了微合金 或微形夹杂物，微合金或微形夹杂物在钢液中又产生异质核屯、，促使晶粒细化和碳化物错 位转化，达到团球化。微弱碳化物等有害杂质，由水儀石、纤维旋浮形成烙渣，达到净化钢水 晶粒细化的作用，而且钟、巧、领元素的加入配合其它合金，提高了净化剂的脱氧、脱硫能 力；
[0018] 本发明纳米钢水净化剂具有造渣脱氧、脱硫、脱憐的功能，而且还具有除气化、N、 0)功能，减少钢中的夹渣、气孔、冷隔等缺陷，大大净化了钢液，从而使钢的内在质量和表面 质量显著提高，特别是钢的腐蚀性和抗氧性都有了很大的提高，同时钢的塑性、初性也大大 改善，提高钢材社制过程中产品的成品率；
[0019] 本发明纳米钢水净化剂可W替代用于精炼的A0D、V0D、LF炉，可W大降低炼钢成 本、节约设备投资、减少生产工序、降低单位钢水能源消耗。本发明纳米钢水净化剂除具有 优良的净化钢液的功能外，还有一定的变质效果，改善钢铁的内部组织，提高钢铁的机械性 能。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 实施例1:
[0022] 本实施例中纳米钢水净化剂的原料及构成如下：
[0023] 纳米SiC8份，娃侣合金粉15份，Κ2〇粉11份，化2〇粉5份，BaO粉8份，CaC〇3粉5份，化F2 粉6份，Mg粉3份，铁铁粉6份，铁粉35份，径基纤维素3份，水分4份。
[0024] 制备方法：
[0025] 步骤一，将纳米SiC和娃侣合金粉混合均匀形成混合粉末a;
[0026] 步骤二，将步骤一得到的混合粉末a、K2〇粉、化2〇粉、BaO粉化C〇3粉和化F2粉混合均 匀形成混合粉末b;
[0027] 步骤Ξ，将所述混合料b、Mg粉、铁铁粉和铁粉混合均匀形成混合颗粒C，向所述混 合颗粒C中加入径基纤维素和水分揽拌均匀，最后将揽拌后的混合颗粒冷压成型即可。
[0028] 将本实施例制备的纳米钢水净化剂加入钢水中，纳米钢水净化剂按钢水重量的 0.2%加入，从钢水包底部向钢水包中吹氣气4-10分钟(流量0.5-lPa)，然后诱铸成型。
[0029] 实施例2:
[0030] 本实施例中纳米钢水净化剂的原料及构成如下：
[0031] 纳米SiC8份，娃侣合金粉20份，Κ2〇粉10份，化2〇粉10份，BaO粉10份，CaC〇3粉5份， CaF2粉6份，Mg粉5份，铁铁粉6份，铁粉40份，径基纤维素5份，水分4份。
[0032] 本实施例的制备方法同实施例1。
[0033] 将本实施例制备的纳米钢水净化剂加入钢水中，纳米钢水净化剂按钢水重量的 0.4%加入，从钢水包底部向钢水包中吹氣气4-10分钟(流量0.5-lPa)，然后诱铸成型。
[0034] 实施例3:
[0035] 本实施例中纳米钢水净化剂的原料及构成如下：
[0036] 纳米SiC8份，娃侣合金粉10份，Κ2〇粉5份，化2〇粉5份，BaO粉5份，CaC〇3粉5份，CaF2 粉5份，Mg粉5份，铁铁粉3份，铁粉30份，径基纤维素5份，水分2份。
[0037] 本实施例的制备方法同实施例1。
[0038] 将本实施例制备的纳米钢水净化剂加入钢水中，纳米钢水净化剂按钢水重量的 0.5%加入，从钢水包底部向钢水包中吹氣气4-10分钟(流量0.5-lPa)，然后诱铸成型。
[0039] 将本发明制备的纳米钢水净化剂用于莱钢特钢厂生产的模具钢H13,进行钢水净 化的试验，试验过程如下：
[0040] 钢水量1吨，纳米钢水净化剂添加量10kg，纳米钢水净化剂的加入时间是在加入饥 氮合金后添加，纳米钢水净化剂加入钢水包后从钢水包底部吹氣气8分钟，钢水吊运现场进 行诱铸。
[0041] 表1净化前后初性对比表
[0042]
[0043] 从上述净化前后初性对比表可W看出，加入本发明纳米净化剂净化后，模具钢H13 的初性有了明显的提高。经检测，纵向冲击功提高了 32.3%，横向冲击功提高了 122.7%，大 大提升了产品的机械性能和使用寿命。
[0044] 需要说明的是，在本文中，诸如术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0045] W上实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例 对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可W对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而运些修改或者 替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种纳米钢水净化剂，其特征在于其原料按质量份构成为:纳米SiC2-8份，硅铝合金 粉 10-20 份，K20 粉 5-16 份，Na20 粉 3-12 份，BaO 粉 5-12 份，CaC03 粉 3-10 份，CaF2 粉 5-8 份，Mg 粉 2-5份，钛铁粉2-6份，余量为铁粉，羟基纤维素3-8份，水分2-4份。2. 根据权利要求1所述的纳米钢水净化剂，其特征在于:所述纳米SiC的粒径小于50nm。3. -种如权利要求1或2所述的纳米钢水净化剂的制备方法，其特征在于按以下步骤操 作： 步骤一，将纳米SiC和硅铝合金粉混合均匀形成混合粉末a; 步骤二，将步骤一得到的混合粉末a、K20粉、Na20粉、BaO粉、CaC03粉和CaF 2粉混合均匀形 成混合粉末b; 步骤三，将所述混合料b、Mg粉、钛铁粉和铁粉混合均匀形成混合颗粒c，向所述混合颗 粒c中加入羟基纤维素和水分搅拌均匀，最后将搅拌后的混合颗粒冷压成型即可。4. 根据权利要求3所述的纳米钢水净化剂的制备方法，其特征在于所述混合料c呈沙粒 状。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米钢水净化剂，其原料按质量份构成为：纳米SiC2-8份，硅铝合金粉10-20份，K2O粉5-16份，Na2O粉3-12份，BaO粉5-12份，CaCO3粉3-10份，CaF2粉5-8份，Mg粉2-5份，钛铁粉2-6份，余量为铁粉，羟基纤维素3-8份，水分2-4份。本发明一种纳米钢水净化剂具有造渣脱氧、脱硫、脱磷的功能，大幅减少钢液中的夹渣、气孔、冷隔等缺陷，大幅度提高钢水的净化程度，提高钢材轧制过程中产品的成品率，提高钢材的内外质量，有效去除表面裂纹，在保持原标准要求的前提下，省略部份净化设备的功能，降低炼钢成本、节约设备投资、减少生产工序、降低单位钢水能源消耗。
【IPC分类】C21C7/064, C21C7/06
【公开号】CN105525059
【申请号】CN201510939719
【发明人】王永妍
【申请人】王永妍
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月16日