本发明涉及钢水的炉外精炼，具体而言，涉及一种炉外精炼复合型调渣脱氧剂及其制备方法。
背景技术：
1、炉外精炼(ladle furnace，lf)是指将在转炉、平炉或电炉中初炼过的钢液移至另一个容器中进行精炼的冶金过程，也称“钢包冶金”或“二次冶金”，即把传统的炼钢过程分为初炼和精炼两步进行，初炼时炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱硫、去除杂质和主合金化，获得初炼钢液，精炼则是将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和成分微调等。实行炉外精炼可提高钢的质量，缩短冶炼时间，优化工艺过程并降低生产成本。
2、炉外精炼过程通常会使用脱氧剂。含铝的脱氧剂是现有技术中使用非常广泛的一种脱氧剂，比如铝线、铝铁、铝合金等等。使用含铝脱氧方式的优点是晶粒度较细，性能较好，但是其夹杂物去除相对较困难，尤其是冶炼后期，采用铝脱氧，所生产的细小夹杂物去除十分困难，在浇铸过程中由于al2o3夹杂聚集在水口壁上易导致连铸水口堵塞。同时由于铝的价格较高，生产成本较高。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于，基于上述存在问题，提供一种炉外精炼复合型调渣脱氧剂，该复合型调渣脱氧剂为al-si-ca三元体系，一方面能同时利用铝和硅石的还原性，且避免过量铝或硅带来的问题，另一方面，该复合型调渣脱氧剂中的铝来源于工业废弃的铝灰，实现废弃物的有效利用，降低企业成本。
2、本发明的第二目的在于，提供了一种用上述炉外精炼复合型调渣脱氧剂的制备方法。
3、本发明采用的技术方案如下：
4、一种炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其原料以质量百分数计包括铝源70％-95％，硅石1％-25％，结合剂2％-20％；其中，所述铝源为由工业废弃铝灰经无害化处理后得到。
5、本发明较佳的实施方案中，其原料以质量百分数计包括铝源，80％-90％，硅石5％-15％，结合剂4％-10％。
6、工业废弃铝灰主要包括电解铝、铸造铝、再生铝冶金熔融过程中漂浮在铝液上层的浮渣、撇渣，以及后续炒灰、球磨等处理过程后剩余的残渣，其成份以金属铝和非金属氧化物为主，其中氧化铝通常占到60％以上，其他氧化物包含氧化硅、氧化镁、氧化钠、氧化铁、氧化钙、氮化铝等。通常，按照铝灰的生产加工流程，行业中又将铝灰分类为一次铝灰、二次铝灰以及残灰。刚从熔铝炉中扒出来的铝灰通常叫做一次铝灰也叫铝渣，其中的含铝量高达60％以上，且基本都在高温状态，通常被直接转移到炒灰机，对其中含有的金属铝直接进行分离，从炒铝的坩埚底部流出，变成铝锭。炒灰过程中加入一定的熔剂提升温度并促进铝液和铝灰的分离，加入的熔剂大多数为氟化物为主低熔点物质，由此导致了铝灰成分进一步的复杂性，炒灰环节得到的上部铝灰通常叫做“二次铝灰”，二次铝灰的粒径通常在200目左右。随后，被炒过的铝灰再次进入球磨机内，利用铝的延展性使得金属铝发生变形，而氧化铝等无机物在球磨机的砸磨作用下，变得越来越细，然后可以利用筛分的方法把金属铝分离出来，筛子底下的细粉即为最后的残灰。目前，大规模工业废弃铝灰的再利用是一个非常具有挑战性的课题，尚未有可普遍推广的解决办法。若随意丢弃，一方面造成资源的严重浪费浪费。另一方面，工业废弃铝灰具有如下危险特性：(1)反应性：可能与水或其他物质发生剧烈反应，产生有害气体或热量，严重时会引起燃烧、爆炸等危险性事件。(2)腐蚀性：可能对接触的材料造成腐蚀损害。若不经过无害化处理可能导致严重后果。
7、本发明中，将工业废弃铝灰经无害化处理后制备成炉外精炼复合型调渣脱氧剂，为工业废弃铝灰的再利用提供了新思路，将其与硅石结合制备炉外精炼复合型调渣脱氧剂，一方面能促进资源的有效利用，降低企业成本，另一方面，能同时利用铝和硅石的脱氧作用，且避免过量铝或硅在炉外精炼中带来的问题，有效除去钢水中的氧和杂质，提高钢水纯净度和性能稳定性。
8、本发明较佳的实施方案中，所述结合剂选自硬脂酸、纤维素、淀粉、糊精，其中优选为硬脂酸。
9、本发明中的结合剂，将铝源和硅石粘合，促进最终复合型调渣脱氧剂产品的成型，成型的产品便于运输，往lf炉外精炼炉中输送时，不易产生扬灰、烟尘，环保。结合剂的量对产品影响较大，结合剂用量过少，无法充分发挥结合作用，影响产品成型，容易出现松散、开裂等问题。结合剂用量过多，可能会导致产品过于油腻，影响其使用性能和外观，甚至影响钢水的性质。
10、本发明较佳的实施方案中，所述铝源由工业废弃铝灰通过如下无害化处理方法制备得到：
11、(1)将工业废弃铝灰与氢氧化钙混合，并加入铝灰处理机；
12、(2)向铝灰处理机中加水，混合同时排出产生的蒸汽；加热反应，并停止排出蒸汽；
13、(3)二次加水，同时排出蒸汽，加热进行二次反应，反应后停止排出蒸汽，将反应产生的气体排出；收集固体出料即得。
14、本发明较佳的实施方案中，步骤(1)中，工业废弃铝灰与氢氧化钙的质量之比为100:0.1-5；氢氧化钙的粒径不超过10mm。
15、本发明较佳的实施方案中，步骤(2)中，加水时，液固比为0.5-1.5:1；加热至50℃-100℃进行反应，反应1-30min至反应趋于平缓。
16、本发明较佳的实施方案中，步骤(3)中，二次加水时，液固比为0.5-1.5:1；加热至50-100℃进行二次反应，二次反应0.5-10h至反应趋于完全；排出的气体经处理达标后排放。
17、本发明提供的上述无害化处理方法，尤其适用于二次铝灰的处理。
18、本发明较佳的实施方案中，所述铝源中，氮含量不超过6wt％，氟浸出量不超过100mg/ml。
19、一种炉外精炼复合型调渣脱氧剂的制备方法，其包括如下步骤：
20、(1)混料加热，取配方量的铝源、硅石，混合后加入混碾机，在加热条件下搅拌混合；
21、(2)加结合剂：向混炼机中加入结合剂，继续保温搅拌混合；
22、(3)压球：将经搅拌加热的物料转入对辊压球机，继续搅拌，冷却后压制成3-5mm的球，即得。
23、本发明较佳的实施方案中，步骤(1)中，加热到100℃-150℃，搅拌速度为30-60rpm，混合时间为30-60min；步骤(3)中，压球机的压力为1000-1500kn，转速10-20r/min。
24、本发明的有益效果在于：
25、本发明提供一种炉外精炼复合型调渣脱氧剂，该脱氧剂由经无害化处理的工业废弃铝灰和硅石制备而成，一方面为工业废弃铝灰的再利用提供了新思路，促进资源的有效利用，降低企业成本。另一方面，该炉外精炼复合型调渣脱氧剂为al-si-ca三元体系，同时利用铝和硅石的脱氧作用，且避免过量铝或硅在炉外精炼中带来的问题，有效除去钢水中的氧和杂质，提高钢水纯净度和性能稳定性。
26、具体实施方式
27、本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
28、本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
1.一种炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，其原料以质量百分数计包括铝源70％-95％，硅石1％-25％，结合剂2％-20％；其中，所述铝源为由工业废弃铝灰经无害化处理后得到。
2.根据权利要求1所述的炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，其原料以质量百分数计包括铝源，80％-90％，硅石5％-15％，结合剂4％-10％。
3.根据权利要求1或2所述的炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，所述结合剂选自硬脂酸、纤维素、淀粉、糊精，其中优选为硬脂酸。
4.根据权利要求3所述的炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，所述铝源由工业废弃铝灰通过如下无害化处理方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，步骤(1)中，工业废弃铝灰与氢氧化钙的质量之比为100:0.1-5；氢氧化钙的粒径不超过10mm。
6.根据权利要求4所述的炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，步骤(2)中，加水时，液固比为0.5-1.5:1；加热至50℃-100℃进行反应，反应1-30min至反应趋于平缓。
7.根据权利要求4所述的炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，步骤(3)中，二次加水时，液固比为0.5-1.5:1；加热至50-100℃进行二次反应，二次反应0.5-10h至反应趋于完全；排出的气体经处理达标后排放。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的炉外精炼复合型调渣脱氧剂，其特征在于，所述铝源中，氮含量不超过6wt％，氟浸出量不超过100mg/ml。
9.一种炉外精炼复合型调渣脱氧剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加热到100℃-150℃，搅拌速度为30-60rpm，混合时间为30-60min；步骤(3)中，压球机的压力为1000-1500kn，转速10-20r/min。
