CN101550470A - 低铝的硅钡钙合金及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明为低铝的硅钡钙合金及其生产工艺，涉及炼钢脱氧剂领域，现在炼钢时一般采用分别加入硅钡、硅钙和硅铁合金，结果钢材中硫、磷等杂质含量高，铝含量高达2％以上，严重影响了钢材的质量，而且生产成本高，工艺复杂，劳动强度大，本发明采用复合精炼法生产低铝的硅钡钙合金，先加入铁屑熔化后将硅钡合金熔融至沸腾再加入硅钙合金，然后加入脱铝粉剂继续保持沸腾10－20分钟，最后浇铸成型得到脱氧剂成品，本发明具有有害元素含量低、杂质少，能达到特殊优质钢材的要求，同时具有成本低、工艺简单和建设投资费用低的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢脱氧剂领域，尤其是复合脱氧剂。
背景技术
随着国民经济的迅速发展，钢铁工业的冶炼工艺也发生了根本变化，原来的脱氧材料已不能适应脱氧效率、钢材的洁净度、生产工艺顺行、降低成本等方面的要求，为此新型脱氧剂的开发迫在眉睫，本发明旨在开发新型高效复合脱氧剂，以节省能源、减少消耗、降低成本。
在炼钢过程中，氧能将钢液氧化成FeO，FeO与钢液中的碳反应，生成CO气泡，冷却后在钢中形成气孔，另外在钢液凝固过程中，FeO因溶解度下降而在钢的晶粒边界处析出，降低了钢的机械性能，所以在炼钢时必须加入脱氧剂，使氧从钢中脱出。钢中的硫和磷也是有害元素，硫在钢中以FeS和Fe的低熔共晶体存在，能使钢产生热脆性，在高温下锻造和轧制时，共晶体熔化，削弱晶间结合力，会使钢产生裂纹；磷在钢中以Fe3P形式存在，能使钢产生冷脆性，在常温下轧制和加工时会使钢发生断裂。钢中的硫和磷含量一般不得超过0.05％，铝在钢中也是一种严格控制的元素，因铝的熔点高达2050℃，在钢水中呈固态，会导致钢的可浇铸性差，堵水口，使钢材气孔增多，密度降低，可塑性下降。因此选择合适的脱氧材料，执行正确的工艺路线是炼钢重要环节。
以往一般都是用铝脱氧，在精炼时再喂钙对夹杂物进行变性处理，但是由于铝的熔点高，在炼钢温度下呈固态，导致钢中的三氧化二铝夹杂量大，易在浇铸时发生水口堵塞，因而不得不在精炼后期进行喂钙处理以减少水口结瘤，但钢中的夹杂物数量却难以达到理想状态，而且生产工艺复杂。后来钢厂在炼钢时分别投入硅钡、硅铁、硅钙等作为氧化剂，为了简化工艺，用加入硅钡钙合金的方法代替分别加入硅钡、硅钙和硅铁的方法。
传统冶炼硅钡钙合金的方法主要有碳热法、电硅热法、混合法，碳热法是将碳质还原剂和石灰、硅石、重晶石等原料在同一矿热炉内冶炼，此法生产的铁合金杂质及有害成分较高，并夹杂有害氧化物。电硅热法是利用硅质还原剂还原石灰、钡矿得到硅钡钙合金，但在用电硅热法生产铁合金时，电极会使合金增碳，故生产含碳量极低的或纯的金属不能使用电炉。混合法是利用碳质、硅质还原剂还原钙和钡的化合物，而获得硅钡钙合金。上述三种方法虽各有优缺点，但所生产产品杂质含量及有害成分高(铝含量一般都在2％以上，S含量0.055％，P含量大于0.045％，C含量大于0.3％)。
总之，炼钢时必须加入脱氧剂，但目前脱氧剂的生产工艺复杂，劳动强度大，生产成本高，而且杂质含量较高，必须寻找一种杂质含量低，成本低，工艺相对简单的冶炼硅钡钙合金的新方法。
发明内容
本发明的目的为提供一种生产成本低、脱氧效果好、能直接提高钢材质量的低铝的硅钡钙合金的复合冶炼方法。
实现上述发明目的的技术方案如下：
低铝的硅钡钙合金其中各元素重量百分含量为：硅45-60％、钡15-23％、钙3-12％、铝1.5-0.5％、硫0.03-0.007％、磷0.03-0.007％、碳0.2-0.06％、铁余量。
低铝的硅钡钙合金生产工艺，工艺步骤如下(冶炼时加入的各原料都以重量计算)：
(1)先将100份铁屑加入中频或工频炉中加温熔化，再将含钡量25-28％的硅钡合金900份加入中频或工频炉内加热至完全沸腾；
(2)在中频或工频炉中再加入含钙量为28-30％的硅钙合金100份，冶炼至沸腾；
(3)再在中频或工频炉中加入脱铝粉剂30-50份，在沸腾下保持10-20分钟，进行脱铝、硫、磷、碳；
(4)将熔融的金属液体出炉，浇铸成型；
(5)检验入库，精整包装出厂。
所述硅钡合金是由矿热炉冶炼的热硅钡合金液和固体块硅钡合金两种，其中各合金元素重量百分含量为：硅45-55％、钡25-28％，铝1.5-2.0％、硫0.04-0.05％、磷0.04-0.05％、碳0.2-0.3％、铁余量。
所述硅钙合金中各合金元素重量百分含量为：硅50-60％、钙28-30％、铝1.5-2.5％、硫0.04-0.05％、磷0.04-0.05％、碳0.5-1.0％、铁余量。
所述脱铝粉剂由氧化铁16.8％、氟化钙8.3％、氧化钙29.1％和二氧化硅45.8％重量百分比组成。
本发明方案生产的低铝的硅钡钙合金具有以下有益效果：
1.复合精炼生产工艺是中工频炉利用矿热炉的出炉高温铁水直接加热，在高温烧损及脱铝粉剂的化学反映过程中，有害成分降至：铝含量1.5-0.5％，S含量0.03-0.007％，P含量0.03-0.007％，C含量0.2-0.06％，用复合精炼法生产的低铝的硅钡钙合金具有低铝、低硫、低磷、低碳等优点，这对钢厂生产高纯度优质钢材起着至关重要的作用。使钢材的质量明显地提高，能满足钢厂生产特殊优质钢材的要求。
2、采用矿热炉高温铁水直接加温，降低了电耗和人工费，每吨节约人工费20元左右，每吨节约电费和标准煤的耗费达300元左右。
3、低铝的硅钡钙作为脱氧剂使用，不仅用量减少，吨钢耗用脱氧剂量为由传统脱氧剂耗量7.5kg降为6kg，因而在钢厂的生产成本降低的同时，也使得钢材的质量得到了进一步的提升。
4、对保护环境，节能减排起到了重要作用，进而节约了污染治理费用。
5、低铝的硅钡钙中的有害元素减少，使得钢材中有害元素含量也相应减少，克服了传统脱氧剂铝、硫、磷、碳高的缺陷，而且促使夹杂物上浮，使钢中夹杂物减少，提高了钢材的可塑性，密度和精度。
7、复合精炼法工艺简单、对设备要求低，降低了建设费用。
具体实施方式
方式一：
一、配备一台1-3吨中频或工频炉与一台6300KVA矿热炉作配套设备；
二、先将100公斤铁屑加入中频或工频炉加温熔化，再将6300KVA矿热炉产品液态热硅钡合金900公斤(硅45-55％，钡25-28％，铝1.5-2.0％，硫0.04-0.05％，磷0.04-0.05％，碳0.2-0.3％，铁是余量)，加入中频炉内，稍微加热至完全沸腾(沸腾温度为：2000度左右)；
三、在中频或工频炉再加入固体硅钙合金合金块100公斤(钙28-30％，硅50-60％，铝1.5-2.5％，硫0.04-0.05％，磷0.04-0.05％，碳0.5-1.0％，铁余量)，加热至沸腾(沸腾温度为：2000度左右)；
四、在中频或工频炉加入脱铝粉剂30-50公斤，视硅钡合金和硅钙合金中的有害元素铝、硫、磷、碳含量而定，在沸腾状态保持10-20分钟；
五、出炉浇铸成型；
六、经检验合金成分符合低铝的硅钡钙合金的要求，精整包装出厂。
方式二：
一、配备一台1-3吨中频或工频炉；
二、先将100公斤铁屑加入中频或工频炉加温熔化，再将固体硅钡合金900公斤(硅45-55％，钡25-28％，铝1.5-2.0％，硫0.04-0.05％，磷0.04-0.05％，碳0.2-0.3％，铁是余量)，加入中频炉内，稍微加热至完全沸腾(沸腾温度为：2000度左右)；
三、在中频或工频炉再加入固体硅钙合金合金块100公斤(钙28-30％，硅50-60％，铝1.5-2.5％，硫0.04-0.05％，磷0.04-0.05％，碳0.51.0％，铁余量)，加热至沸腾(沸腾温度为：2000度左右)；
四、在中频或工频炉加入脱铝粉剂30-50公斤，视硅钡合金和硅钙合金中的有害元素铝、硫、磷、碳含量而定，在沸腾状态保持10-20分钟；
五、出炉浇铸成型；
六、经检验合金成分符合低铝的硅钡钙合金的要求，精整包装出厂。
Claims (5)
1、低铝的硅钡钙合金及其生产工艺，其特征为所述低铝的硅钡钙合金中各合金元素重量百分含量为：硅45-60％、钡15-23％、钙3-12％、铝1.5-0.5％、硫0.03-0.007％、磷0.03-0.007％、碳0.2-0.06％、铁余量。
2、根据权利要求1所述的低铝的硅钡钙合金及其生产工艺，其特征为冶炼工艺步骤如下：
(1)先将100份铁屑加入中频或工频炉中加温熔化，再将含钡量为25-28％的硅钡合金900份加入中频或工频炉内加热至完全沸腾；
(2)在中频或工频炉中再加入含钙量为28-30％的硅钙合金100份，冶炼至沸腾；
(3)再在中频或工频炉中加入脱铝粉剂30-50份，在沸腾下保持10-20分钟，进行脱铝、硫、磷、碳；
(4)将熔融的金属液体出炉，浇铸成型；
(5)检验入库，精整包装出厂。
3、根据权利要求2所述的低铝的硅钡钙合金及其生产工艺，其特征为所述硅钡合金是由矿热炉冶炼的液态硅钡合金液，或固体硅钡合金块，其中各合金元素重量百分含量为：硅45-55％、钡25-28％、铝1.5-2.0％、硫0.04-0.05％、磷0.04-0.05％、碳0.2-0.3％、铁余量。
4、根据权利要求2所述的低铝的硅钡钙合金及其生产工艺，其特征为所述硅钙合金中各合金元素重量百分含量为：硅50-60％、钙28-30％、铝1.5-2.5％、硫0.04-0.05％、磷0.04-0.05％、碳0.5-1.0％、铁余量。
5、根据权利要求2所述的低铝的硅钡钙合金及其生产工艺，其特征为脱铝粉剂由氧化铁16.8％，氟化钙8.3％、氧化钙29.1％和二氧化硅45.8％重量百分比组成。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN104419830A (zh) * | 2013-08-20 | 2015-03-18 | 北京世纪锦鸿科技有限公司 | 大容量矿热炉控制铁合金中铝含量的方法 |
| CN110527787A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-03 | 谢应凯 | 硅钡镁锰铁合金及制备方法 |
| CN111304523A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 西安宏信矿热炉有限公司 | 一种低铝硅铁的生产工艺 |
| CN111363921A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-03 | 石嘴山市宝马兴庆特种合金有限公司 | 一种硅钡钙系多元合金的制备方法 |
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2008
- 2008-04-01 CN CNA2008100888474A patent/CN101550470A/zh active Pending
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