[发明专利]金属与碳素材料结合增碳剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种炼钢过程中使用的增碳剂，特别涉及一种金属与碳素材料结合增碳剂及其制备方法。

二、背景技术

目前，各钢厂利用增碳剂来进行钢水的增碳，以调整钢中的含碳量，达到钢种规格要求。现在使用的增碳剂一般为沥青焦，其理化指标为：C≥98％，粒度为5-15mm，堆比重0.6g/cm³，其加入方法为：在钢水出钢时随钢水一起加入钢水罐内，依靠钢水的高温熔解并熔化沥青焦，实现钢水增碳。这种增碳剂存在如下缺点：1、比重小，其堆比重只有0.6g/cm³，而钢水的比重达到约7.8g/cm³，因此，当增碳剂加入钢水后很快浮到钢液表面，进入渣中而烧损。2、出钢时，氧化性炉渣浮在钢水的表面，很容易与增碳剂中的碳反应，使增碳剂烧损。渣量多，烧损多，渣量少，烧损少。因此，会造成现有增碳剂增碳效果忽高忽低(50-85％)，使炼钢厂常常发生钢中碳含量低于钢种下限和高于钢种上限的情况，容易产生废品。中国专利申请ZL95100115.9介绍了一种“复合碳铁合金块及其生产方法”，用于炼钢工艺的增碳和脱氧，但由于其碳含量不足33％，增碳效果不佳，并且其配料中的铁会造成钢水温度额外的损失。中国专利ZL9711812.2介绍了一种“复合碳硅锰钡合金块”，其中的含碳量只有3-14％，该发明同样无法达到有效的增碳目的。    

三、发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提高增碳的稳定性和增碳效率，提高增碳剂的比重，容易在钢水内散熔，添加时不造成钢水的温度损失，并能增锰。本发明的技术方案是：金属与碳素材料结合增碳剂，由金属粉和碳素材料加入速溶剂和粘结剂制成，其特征是：该产品含有：C35-57％，Mn5-35％，粘结剂：硅溶胶0.5-2％，促熔剂：碳酸盐0.5-2％。金属粉可以是锰铁粉或锰铁粉和铁粉的混合物，碳素材料从焦炭、沥青焦、石油焦、碳粉、煤粉、石墨和碳化硅中选取。增碳剂金属与碳素材料结合增碳剂的制备方法：将各组份按配比配料，用混料机将配好的物料混匀，用压坯机压坯成型，然后烘烤烧结产生成品，其特征是：各组份的粒度为0.5-6.0mm，烘烤的温度105-120度，烘烤时间为6-8小时，成品粒度为Φ20×50mm。本发明的有益效果是：由于本发明配比的合理性，且产品的比重大于3.2克/立方厘米。使得增碳剂能进入钢水内部，并在内部散熔，增碳剂散熔时间在30秒以内，并且不会造成钢水的温度损失，实现稳定高效增碳和增锰，节省了炼钢所用合金的消耗，降低了炼钢成本。

四、具体实施方式

实施例1：以100公斤计，增碳剂的配比是：高碳锰铁粉53公斤，石墨45公斤，硅溶胶1公斤，Na₂CO₃1公斤。组份颗粒度0.5-6.0mm，然后按配比配料，用混料机将配好的物料混匀，用压球机压坯成型，在温度110度，烘烤7小时即为成品，成品粒度为Φ20×50mm，比重为3.9克/立方厘米，其成分为C42-46％，Mn32-35％。其增碳效果达到80-85％，实现稳定增碳。

实施例2：以100公斤计，增碳剂的配比是：高碳锰铁粉38公斤，石墨59公斤，硅溶胶1.5公斤，Li₂CO₃1.5公斤。组份颗粒度0.5-6.0mm，然后按配比配料，用混料机将配好的物料混匀，用压球机压坯成型，在温度115度，烘烤6.5小时即为成品，成品粒度为Φ20×50mm，比重为3.5克/立方厘米，其成分为C53-55％，Mn25-28％。其增碳效果达到80-85％，实现稳定增碳。

实施例3：以100公斤计，增碳剂的配比是：中碳锰铁粉16公斤，石墨62公斤，铁粉19公斤，硅溶胶1.5公斤，Li₂CO₃1.5公斤。得到成分C55-57％，Mn10-12％。其余与实施例2相同。

实施例4：以100公斤计，增碳剂的配比是：低碳锰铁粉25公斤，石墨50公斤，铁粉22公斤，硅溶胶1.5公斤，Na₂CO₃1.5公斤。得到增碳剂的成分C38-42％，Mn20-22％。其余与实施例2相同。

实施例5：碳素材料采用焦炭，其余与实施例1相同。

实施例6：碳素材料采用沥青焦，其余与实施例1相同。

实施例7：碳素材料采用煤粉，其余与实施例2相同。

实施例8：碳素材料采用石油焦，其余与实施例2相同。

实施例9：碳素材料采用碳化硅，其余与实施例2相同。