CN101906506A - 用于炼钢的铁包铝钙合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼钢脱氧剂铁包铝钙合金及其制备方法，将铝和钙制成铝钙合金。铝钙合金中含铝10-90％的质量百分比，余量为钙和不可避免的杂质。铝钙合金中还可含有1-10％的质量百分比的镁和稀土中的一种或两种。再将铝钙合金用钢板包在其中，制铁包铝钙合金。它不但炼钢脱氧能力强，而且钙的烧损少，降低生产成本，有较好经济效益和社会效益。

Description

用于炼钢的铁包铝钙合金及其制备方法

技术领域：

本发明是一种用于炼钢的铁包铝钙合金及其制备方法，属于金属材料冶金技术领域。

背景技术：

钙是碱土金属，比重为1.54/cm³，熔点842℃，沸点为1484℃，蒸气压为11.33Kpa(983℃)。具有很强的还原性，特别是与氧、硫等有很强结合力。用于炼钢脱氧不但脱氧效果好，还增加钢水流动性，促进钢水中夹杂物的快速上浮。由于它的理化性能，很难在炼钢中直接使用。需要把钙与铁、锰等比重大、熔点高的元素制成合金。由于钙在空气中熔炼时燃烧和氧化十分严重，制合金又比较困难，因此在炼钢脱氧中没有充分利用。目前炼钢脱氧主要是用铝和铝基复合合金。用铝脱氧的产物为三氧化二铝，熔点高(2100℃)，不易上浮，在钢水产生二次夹杂。铝的熔点660℃比重2.7g/cm³，它的熔点和比重与钙很相近并与钙能形成合金。把铝钙制成合金用于炼钢脱氧不但脱氧能力增强而且钢水中夹杂物易上浮。但铝钙合金的比重轻(2g/cm³左右)，熔点、燃点低(700℃左右)，不能沉入钢水中，浮在钢水表面便开始燃烧，利用率十分低(20％左右)。要把铝钙与比重大熔点高的铁、锰制合金，因为有铁或锰的钙铝铁合金，熔点高(1200℃以上)，钙与铁或锰形成合金比较困难，钙的烧损大，增加生产成本。因此，如何把铝、钙合金制成比重、熔点高的脱氧剂，同时又能减少钙的烧损是我们研究的目标。

发明内容

本发明的目的是加大铝钙合金的比重，提高熔点同时在制备过程中又减少钙的烧损，充分发挥铝钙合金在炼钢中的作用，研制了铁包铝钙合金。

本发明所述的铁包铝钙合金，是先将铝和钙用重熔法制成线/棒/块/粒的铝钙合金。再用钢板将其铝钙合金包在其中，简称铁包铝钙。以此增加铝钙合金的比重和熔点，使铝钙合金能沉钢水深处脱氧，增加在钢水中的停留时间，充分发挥铝钙的脱氧作用。

现有技术方案为钙铝铁合金，其有效成分为铝和钙，加铁主要是为了增加铝钙合金的比重。由于制造铝钙铁时熔点高(1200℃以上)，使得钙的烧损和氧化严重，烧损在5％左右。而本发明同样有效成分的铝和钙，为了增加比重和在钢水中的熔化时间，外包铁。这样熔炼铝钙合金的温度较低(750-800℃)钙的烧损只有钙铝铁合金的10％左右，从而降低生产成本。现有技术方案中Ca∶Al大于1，小于1.5，因此本发明钙和铝调比时应Ca∶Al小于1，大于1.5，而且制备方法也有不同。

本发明的技术方案为：用钢板将铝钙合金包裹，制成铁包铝钙。其特征在于，先将铝和钙用重熔法制成铝钙合金，降低钙的蒸气压，在炼钢脱氧时不会使钢水喷贱，使用安全。合金中含Al 10-90％，余量为钙和不可避免的杂质。在铝钙合金中还可以加入镁和稀土1-10％(质量百分比以下同)中的一种或两种增加它的脱氧能力。再将铝钙合金制成铝钙线Φ5-15mm，或Φ15-60mm的棒或块或粒1-10mm。再将上述铝钙合金用钢板(铁皮)包入其中，从而提高铝钙合金的比重。上述的铁包铝钙中的铝和钙成分根据钢材的需要设定，如果用于高铝钢，铝钙合金中含铝就应高些，不但达到脱氧效果，还能满足钢中对铝的要求。铁包铝钙的形状以及大小也根据生产企业要求制备。钢板的厚度在0.2-10mm之间，应根据对铁包铝钙比重要求选择。一般配制铁包铝钙的比重在3.0-4.5g/cm³为宜。比重大钢板应厚些，比重小钢板应薄些。

下面通过具体实施例说明本发明。

实施例1，用500KVA的低频电炉制备铝钙合金。总投料300Kg，其中金属铝240Kg、金属钙60Kg。将炉料投电炉送电熔化，50分钟炉内温度达800℃左右，铝和钙全部熔化，出炉铸成Φ40mm棒。将铝钙合金棒用2.0mm钢板做包皮送入包皮机，制Φ42mm、长50mm铁包铝钙。其比重为3.4g/cm³。合金成分：Al79.4％、Ca19.5％、余量为杂质。

实施例2，用630KVA工频炉制备铝钙稀土合金，总投料500Kg、其中金属铝190Kg、金属钙300Kg。稀土10Kg，将炉料投入电炉送电熔化、40分钟炉内温度达800℃左右，铝钙稀土全部熔化，出炉铸成Φ15mm丝。再将铝钙稀土合金用2.5mm带钢做包皮，用包芯机制成包芯线、再切成50mm是长的段、包装入库。合金成分Al37.6％，Ca58.9％，Re1.8％余量为杂质，铝钙稀土合金段比重为3.5g/cm³。

实施例3，用630KVA的工频电炉制备铝钙镁合金，总投料500Kg，其中金属铝250Kg、金属钙230Kg、金属镁20Kg。合金成分：Al49.3％、Ca45.2％、Mg3.7％余量为杂质。用造粒机制成Φ5-10mm的铝钙镁粒，用包芯线机制成Φ20mm的铝钙镁合金包芯线，切成20mm的线段。用带钢厚4.0mm，钙合铝钙镁合金线比重为4.5g/cm³。

实施例4，用630KVA的工频电炉制备铝钙镁稀土合金，总投料为500Kg。其中金属铝320Kg、金属钙160Kg、金属镁10Kg、稀土10Kg。熔炼45分钟出炉。合金成分Ai63.3％、Ca31.6％、Mg1.9％、Re1.9％，余量为杂质。用破碎机制0.5-10mm³的颗粒，用0.6mm钢板做皮，在包皮机中制成50mm³的方块。

上述铝钙合金中的杂质主要是Si和Fe及微量的S和P，这些杂质是原材料中带入的。

由于铝和钙熔化合金中不含铁，熔化温度较低(750-800℃)钙烧损很少在1-3‰。与制造钙铝铁合金比钙的烧损只有它的10％左右。某厂用产品铁包铝钙(Al39.6％、Ca58.9％)与钙铝铁合金(Ca57.3％、Al38.6％、余量为Fe)进行对比试验，其效果基本相同。用此方法将铝钙合金制成铁包铝钙合金，用于炼钢脱氧不但脱氧能力强而且又能提高钢的质量降低生产成本。减少钙的烧损，有较好的经济效益和社会效益。

Claims (3)

1.用于炼钢的铁包铝钙合金及其制备方法，其特征在于，将铝和钙制成铝钙合金，将铝钙合金用钢板包在其中制成铁包铝钙合金。

2.根据权利要求1所述的铁包铝钙合金，其特征在于，铝钙合金中含铝质量百分比10-90％、余量为钙和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的铁包铝钙合金，其特征在于，铝钙合金还可含有质量百分比1-10％的镁和稀土中的一种或两种。