一種脫氮?jiǎng)┘捌渲苽浞椒ê蛂h脫氮的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脫氮?jiǎng)┘捌渲苽浞椒ê蚏H脫氮方法。該脫氮?jiǎng)┖?2-35重量％的CaO、12-35重量％的SiO2、3-10重量％的MgO、5-25重量％的Al2O3、10-30重量％的TiO2和0.5-30重量％的B2O3。本發(fā)明的脫氮?jiǎng)┛梢赃M(jìn)入鋼水吸附鋼水中的氮含量，吸附氮后的渣進(jìn)入鋼包渣，從而完成鋼水脫氮。采用本發(fā)明脫氮?jiǎng)┠苡行Ы档弯撍械?，脫氮率達(dá)到50％以上。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種脫氮?jiǎng)┮约霸撁摰獎(jiǎng)┑闹苽浞椒ǎ景l(fā)明還涉及一種RH脫氮的 方法。 一種脫氮?jiǎng)┘捌渲苽浞椒ê蚏H脫氮的方法

【背景技術(shù)】
[0002] 由于鋼水的RH處理在均勻鋼水、脫氣、脫碳方面具有的廣泛優(yōu)勢(shì)，多數(shù)廠家均選 用RH生產(chǎn)極低碳鋼和極低氫鋼。在一般鋼種中，氮做為有害元素必須加以控制，大多數(shù)鋼 種要求氮含量越低越好。因此，也要求RH對(duì)精煉后的鋼水進(jìn)行脫氮處理。例如，對(duì)于齒輪 鋼20CrMnTi，要求RH精煉后鋼中的氮含量低于70ppm，且越低越好，而一般RH精煉前鋼水 中的氮含量大于lOOppm。
[0003] CN102703647A公開了一種提高沸騰鋼脫氮效率的方法，該方法要求在轉(zhuǎn)爐出鋼過 程中及RH處理周期內(nèi)，嚴(yán)禁加入任何含鋁原材料以及脫氧劑；提升氣體流量控制在l-6min 為100-120Nm3/h，7min后140-160Nm3/h ;鋼水中過剩氧值不小于450ppm ;深真空時(shí)間不小 于12min ;鋼水鎮(zhèn)靜后凈循環(huán)時(shí)間不小于5min。該發(fā)明的方法可以使鋼中的氮含量得到有 效控制，從而最大限度地發(fā)揮RH爐的脫氮效率，降低鋼中氮含量，確保鋼種氮含量不超標(biāo)。
[0004] CN102251076A公開了一種超低碳不銹鋼的RH真空精煉方法，該方法是利用RH真 空循環(huán)裝置獨(dú)特的真空冶煉原理，在RH真空精煉初期，利用其真空條件先將來料鋼水的氮 含量降低至目標(biāo)要求后，在RH精煉工位通過強(qiáng)制脫碳與自由脫碳相結(jié)合的脫碳方式，并且 在脫氮與脫碳期間，利用不同的真空度及提升氣體流量來改變鋼水循環(huán)流量，以達(dá)到快速 脫氮及脫碳的目的，最后進(jìn)行溫度及成分的調(diào)整，達(dá)到超低碳不銹鋼爐成分要求。從而能夠 在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)品種的擴(kuò)展及滿足不銹鋼不同市場(chǎng)的需求。
[0005] 由上可見，盡管RH脫氣能力較強(qiáng)，但對(duì)氮含量的控制主要是采用避免氮?dú)膺M(jìn)入鋼 水的被動(dòng)措施，致使RH對(duì)低氮情況下的脫氮條件要求極其苛刻。
[0006] 因此，亟需開發(fā)一種新的RH脫氮方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，使具有特定組成的復(fù)合渣料進(jìn)入鋼水中，可以吸 附鋼水中的氮，吸附氮后的渣進(jìn)入鋼包渣，從而完成對(duì)鋼水的脫氮。這種方法能解決氮難以 析出鋼液的缺陷，從而可以使用主動(dòng)措施進(jìn)行RH脫氮處理，簡(jiǎn)化RH脫氮的工藝。在此基礎(chǔ) 上，完成了本發(fā)明。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種脫氮?jiǎng)撁摰獎(jiǎng)┖?2-35重 量％的CaO、12-35重量％的Si0 2、3-10重量％的Mg0、5-25重量％的A1203、10-30重量％的 Ti02 和 0· 5-30 重量％ 的 B2〇3。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種脫氮?jiǎng)┑闹苽浞椒?，該方法包括?將脫氮?jiǎng)┰匣旌暇鶆虿褐瞥尚?；所述脫氮?jiǎng)┰虾懈郀t渣與B203、粘結(jié)劑和任選的 Si〇2 ;其中，所述脫氮?jiǎng)┰系挠昧渴沟盟雒摰獎(jiǎng)┖?2-35重量％的CaO、12-35重量％ 的Si02、3-10重量％的MgO、5-25重量％的A1203、10-30重量％的Ti0 2和0· 5-30重量％的 B203。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了由上述方法制得的脫氮?jiǎng)?br> [0011] 根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種RH脫氮的方法，該方法包括：在 對(duì)鋼水的RH合金化完成后，加入本發(fā)明的脫氮?jiǎng)?，所述脫氮?jiǎng)┑募尤肓繛?-10千克/噸 鋼。
[0012] 本發(fā)明的脫氮?jiǎng)┛梢杂糜赗H處理中，該脫氮?jiǎng)┛梢晕戒撍械牡虼?，?jiǎn)化 了現(xiàn)有技術(shù)中的RH脫氮工藝。另外，在RH處理中使用本發(fā)明的脫氮?jiǎng)┛梢允逛撍拿摰?率達(dá)到50%以上。
[0013] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種脫氮?jiǎng)撁摰獎(jiǎng)┖?2-35重 量％的CaO、12-35重量％的Si0 2、3-10重量％的Mg0、5-25重量％的A1203、10-30重量％的 Ti02 和 0· 5-30 重量％ 的 B2〇3。
[0016] 本發(fā)明中，脫氮?jiǎng)┲械腡i02起到脫除氮的作用，所述脫氮?jiǎng)┲械腃aO、Si0 2、MgO、 ΑΙΑ和B203的含量處于上述范圍內(nèi)時(shí)能使脫氮?jiǎng)┑娜埸c(diǎn)降低到鋼水的溫度以下，使Ti〇 2熔 解從而起到脫除氮的目的。
[0017] 本發(fā)明的脫氮?jiǎng)﹥?yōu)選為球形。所述脫氮?jiǎng)┑拇笮】梢愿鶕?jù)RH精煉爐的進(jìn)料倉(cāng)口 的大小決定，一般情況下，所述進(jìn)料倉(cāng)口不大于25毫米。為了能使脫氮?jiǎng)┩ㄟ^進(jìn)料倉(cāng)口進(jìn) 入到所述RH精煉爐中，并保證不會(huì)被真空泵抽走，所述脫氮?jiǎng)┑牧絻?yōu)選為10-20毫米。
[0018] -般地，球形冶金輔料是通過粘合劑將原料粘合并壓制成型的。因此，本發(fā)明的脫 氮?jiǎng)榍蛐螘r(shí)，所述脫氮?jiǎng)┻€含有粘結(jié)劑。所述粘結(jié)劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇，一般地， 所述粘接劑可以為硅酸鈉、氯化鎂、硅膠、粘土、酚醛樹脂、聚乙烯醇和丁苯橡膠中的至少一 種。優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為硅酸鈉，這樣可進(jìn)一步防止所述脫氮?jiǎng)┑粼?。在所述脫氮?jiǎng)┲校?娃酸鈉的含量可以為1 _15重量％。
[0019] 本發(fā)明中，為了充分利用高爐渣，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，另外為了簡(jiǎn)化工藝，優(yōu)選情況下， 至少部分所述CaO、Si0 2、MgO、A1A和Ti02以高爐渣的形式存在。
[0020] 所述高爐渣可以是現(xiàn)有的各種高爐渣,優(yōu)選地，所述高爐渣含有25-30重量％的 CaO、25-30 重量 ％ 的 Si02、5-10 重量 ％ 的 MgO、10-20 重量 ％ 的 A1203 和 20-25 重量 ％ 的 Ti02。
[0021] 上述高爐渣可以為以釩鈦磁鐵礦為原料采用高爐冶煉得到的高爐渣。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，以所述脫氮?jiǎng)┑目傊亓繛榛鶞?zhǔn)，所述高爐渣的 含量為60-95重量％，B 203的含量為2-25重量％，Si02的含量為0. 5-10重量％，硅酸鈉的 含量為1_15重量％。
[0023] 進(jìn)一步優(yōu)選地，以所述脫氮?jiǎng)┑目傊亓繛榛鶞?zhǔn)，所述高爐渣的含量為70-90重 量％，B 203的含量為2-20重量％，Si02的含量為1-10重量％，硅酸鈉的含量為5-15重量％。
[0024] 本發(fā)明中，當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)高爐渣和Si02時(shí)，Si02為外加的Si0 2，而非高爐渣所含的 Si02，這部分Si02例如可以為石英。
[0025] 本發(fā)明中，所述脫氮?jiǎng)┲懈鹘M分的含量可以根據(jù)制備所述脫氮?jiǎng)r(shí)各組分的使用 量得到。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種脫氮?jiǎng)┑闹苽浞椒?，該方法包括?將脫氮?jiǎng)┰匣旌暇鶆虿褐瞥尚?；所述脫氮?jiǎng)┰虾懈郀t渣與B203、粘結(jié)劑和任選的 Si〇2 ;其中，所述脫氮?jiǎng)┰系挠昧渴沟盟雒摰獎(jiǎng)┖?2-35重量％的CaO、12-35重量％ 的Si02、3-10重量％的Mg0、5-25重量％的A1 203、10-30重量％的Ti02和0· 5-30重量％的 BA。
[0027] 所述粘結(jié)劑和高爐渣如上所述，在此不再贅述。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選將所述脫氮?jiǎng)┰匣旌暇鶆虿褐瞥闪綖?0-20毫米 的球形。
[0029] 本發(fā)明中，在制備所述脫氮?jiǎng)r(shí)，優(yōu)選使用的粘結(jié)劑硅酸鈉可以直接與高爐渣、 B203和任選的Si02混合，再加入水制成待壓制成型的漿料。所述硅酸鈉也可以以水溶液的 形式同其他原料混合。從進(jìn)一步簡(jiǎn)化制備工藝的角度出發(fā)，所述硅酸鈉以水溶液的形式加 入（即，所述粘結(jié)劑為硅酸鈉水溶液）。所述硅酸鈉水溶液中硅酸鈉的濃度可以為30-40重 量％。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，以所述脫氮?jiǎng)┰系目傊亓繛榛鶞?zhǔn)，所述高爐 渣的用量為60-95重量％，B 203的用量為2-25重量％，Si02的用量為0. 5-10重量％，硅酸 鈉的用量為1-15重量％。這樣可以在進(jìn)一步提高RH脫氮效果的同時(shí)又可以保證鋼水的質(zhì) 量。
[0031] 進(jìn)一步優(yōu)選地，以所述脫氮?jiǎng)┰系目傊亓繛榛鶞?zhǔn)，所述高爐渣的用量為70-90 重量％，B 203的用量為2-20重量％，Si02的用量為1-10重量％，硅酸鈉的用量為5-15重 量％。
[0032] 優(yōu)選情況下，所述高爐渣、B203和Si02的粒徑均為1-3毫米，這樣便于混合，同時(shí)使 形成的脫氮?jiǎng)┚哂休^高的化學(xué)反應(yīng)的接觸面積，又不易掉粉而避免被真空泵抽走。
[0033] 為了得到干燥且不易掉粉的脫氮?jiǎng)?，所述方法還可以包括：將所述脫氮?jiǎng)┰匣?合并壓制成型后，在30_40°C的溫度下風(fēng)干24小時(shí)以上。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述脫氮?jiǎng)┑闹苽浞椒梢园ǎ?br> [0035] (1)將高爐渣、B203、硅酸鈉水溶液和Si0 2送入混料攪拌機(jī)中進(jìn)行混合攪拌，得到 混合漿料；
[0036] (2)將混合漿料送入壓球機(jī)壓制成10-20毫米的球；
[0037] (3)將壓制成球的產(chǎn)品在30_40°C的溫度下風(fēng)干24小時(shí)以上。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了由上述方法制得的脫氮?jiǎng)?br> [0039] 由上述方法制得的脫氮?jiǎng)┚哂休^低的熔點(diǎn)，因此可以進(jìn)入到鋼水中以吸附鋼水中 的氮，吸附氮后的渣又進(jìn)入鋼包渣，從而能實(shí)現(xiàn)鋼水的脫氮。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種RH脫氮的方法，該方法包括：在 對(duì)鋼水的RH合金化完成后，加入本發(fā)明的脫氮?jiǎng)?，所述脫氮?jiǎng)┑募尤肓繛?-10千克/噸 鋼。
[0041] 由于本發(fā)明提供的RH脫氮的方法主要改進(jìn)點(diǎn)在于在RH的合金化完成后加入本 發(fā)明的脫氮?jiǎng)┻M(jìn)行脫氮，因此RH的合金化步驟以及RH的合金化步驟前的步驟均可以參照 現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行，例如，RH的合金化前的步驟可以包括將LF爐精煉后的鋼液送入RH站進(jìn)行 RH精煉，其中RH精煉包括首先對(duì)鋼包中的鋼水進(jìn)行抽真空處理，使真空室保持一定的壓力 (通常不高于300Pa) 10-20分鐘，然后進(jìn)行上述RH的合金化處理。
[0042] 一般地，經(jīng)RH合金化處理后所得鋼水的溫度可以為1520_1620°C。
[0043] 本發(fā)明中，為了在保證脫氮率的同時(shí)又能容易控制溫度，優(yōu)選地，所述脫氮?jiǎng)┑募?入量為3-5千克/噸鋼。
[0044] 所述脫氮?jiǎng)┛梢砸淮涡约尤牖蚍峙尤?。?yōu)選所述脫氮?jiǎng)┮淮涡约尤牖蚍謨纱?加入。當(dāng)所述脫氮?jiǎng)┓謨纱渭尤霑r(shí)，第一次加入和第二次加入的脫氮?jiǎng)┑馁|(zhì)量比可以為 1:0. 5-2,兩次加入的時(shí)間間隔可以為1-4分鐘。
[0045] 在所述合金化處理后，一方面，為了避免由于真空室的壓力太低而導(dǎo)致的脫氮?jiǎng)?被抽走和壓力過大而導(dǎo)致的真空室內(nèi)循環(huán)的鋼液太少；另一方面，為了使所述脫氮?jiǎng)┛梢?更均勻地分布于鋼液中，優(yōu)選地，所述脫氮?jiǎng)┰谡婵帐业膲毫?00-150kPa條件下加入， 并在加入所述脫氮?jiǎng)┖罄^續(xù)抽真空至300Pa以下，并保持300Pa以下的真空室壓力5-10分 鐘。
[0046] 以下的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0047] 以下實(shí)施例和對(duì)比例中，高爐渣來源于攀鋼高爐冶煉釩鈦磁鐵礦產(chǎn)生的渣（組成 如表1所示），高爐渣、B 203和Si02的粒度均為1-3毫米。硅酸鈉是以水溶液的形式與其他 原料混合，硅酸鈉的濃度為35重量％。所冶煉的鋼種為齒輪鋼20CrMnTi。實(shí)施例1-5的 鋼水在RH精煉前（即LF爐精煉后）的氮含量分別為101ppm、106ppm、109ppm、110ppm和 105ppm。對(duì)比例1的鋼水在RH精煉前的氮含量為104ppm。
[0048] 使用LEC0TC-600氧氮分析儀測(cè)試鋼中的氮含量。
[0049] 脫氮率通過下式計(jì)算得到：脫氮率=(RH精煉之前鋼的氮含量-RH脫氮之后鋼的 含氮量）+RH精煉之前鋼的氮含量X 100%
[0050] 表 1
[0051]

【權(quán)利要求】
1. 一種脫氮?jiǎng)?，其特征在于：所述脫氮?jiǎng)┖?2-35重量％的〇8〇、12-35重量％的 Si02、3-10 重量 ％ 的]\%0、5-25 重量 ％ 的 A1203、10-30 重量 ％ 的 1102和 0· 5-30 重量 ％ 的氏03。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫氮?jiǎng)?，其中，所述脫氮?jiǎng)榍蛐吻伊綖?0-20毫米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫氮?jiǎng)?，其中，所述脫氮?jiǎng)┻€含有1-15重量％的硅酸鈉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的脫氮?jiǎng)?，其中，至少部分所述CaO、Si02、MgO、 A1203和Ti02以高爐渣的形式存在。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫氮?jiǎng)?，其中，所述高爐渣含有25-30重量％的CaO、25-30重 量％ 的 Si02、5-10 重量％ 的 MgO、10-20 重量％ 的 A1203 和 20-25 重量％ 的 Ti02。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的脫氮?jiǎng)渲?，以所述脫氮?jiǎng)┑目傊亓繛榛鶞?zhǔn)，所述高爐渣的 含量為60-95重量％。
7. -種脫氮?jiǎng)┑闹苽浞椒?，該方法包括：將脫氮?jiǎng)┰匣旌暇鶆虿褐瞥尚停凰雒?氮?jiǎng)┰虾懈郀t渣與B 203、粘結(jié)劑和任選的Si02 ;其中，所述脫氮?jiǎng)┰系挠昧渴沟盟?脫氮?jiǎng)┖?2-35重量％的Ca0、12-35重量％的Si02、3-10重量％的1%0、5-25重量％的 Al203、10-30 重量％的 Ti02 和 0· 5-30 重量％的 BA。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述粘結(jié)劑為硅酸鈉水溶液，且硅酸鈉的濃度為 30-40重量％ ;優(yōu)選地，所述高爐渣含有25-30重量％的Ca0、25-30重量％的Si02、5-10重 量％的MgO、10-20重量％的A1 203和20-25重量％的Ti02 ;優(yōu)選地，以所述脫氮?jiǎng)┰系目?重量為基準(zhǔn)，所述高爐渣的用量為60-95重量％，B203的用量為2-25重量％，Si0 2的用量為 0. 5-10重量％，硅酸鈉的用量為1-15重量％;優(yōu)選地，所述高爐渣、B203和Si0 2的粒徑均為 1-3毫米。
9. 權(quán)利要求7或8所述方法制得的脫氮?jiǎng)?br> 10. -種RH脫氮的方法，該方法包括：在對(duì)鋼水的RH合金化完成后，加入權(quán)利要求1-6 和權(quán)利要求9中任意一項(xiàng)所述的脫氮?jiǎng)?，所述脫氮?jiǎng)┑募尤肓繛?-10千克/噸鋼。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在真空室的壓力為100_150kPa條件下加入 所述脫氮?jiǎng)?，所述方法還包括：繼續(xù)抽真空至300Pa以下，并保持300Pa以下的真空室壓力 5-10分鐘。
【文檔編號(hào)】C21C7/10GK104087721SQ201410299006
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】陳天明, 陳亮, 郭華, 李揚(yáng)洲, 李紅光, 楊森祥, 郭奠榮, 寄海明, 馮遠(yuǎn)超, 張強(qiáng), 李平凡 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司