CN101906560B - 用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金及其制备方法 - Google Patents

用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金及其制备方法 Download PDF

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一种用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金及其制备方法，属于炼钢领域。本发明要求镁铝锰铁合金的化学成分重量百分数为：Mg 2～10％，Al 40～55％，其余为C≤0.1％的低碳锰铁。冶炼中并依次将1/2金属铝——金属镁——1/2金属铝——低碳锰铁加入到电磁感应炉中，全部加入后才能通电加热冶炼，升温速率采用先快后慢的原则，在1100～1200℃恒温冶炼，到锰铁大部分熔化时降低加热速率，靠余热熔化均匀合金，锰铁全部熔化后增加加热速率1～2分钟，立即浇注。优点在于，冶炼的镁铝锰铁合金能够降低烧损、收得率高，合金密度大，能够沉入钢液中而非浮于钢液表面，脱氧、脱硫更彻底，合金亦不容易粉化便于运输和储存。

Description

用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金及其制备方法
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，特别是提供了一种用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金及其制备方法。
背景技术
金属铝作为钢的脱氧剂对氧亲和力很强，并能调整奥氏体晶粒生长，提高钢的塑性和韧性，已得到了广泛应用，但铝熔点低，密度小，在钢液中易上浮，烧损较大，脱氧率低。金属镁是一种公认的最为理想的脱氧、脱硫剂，但镁的密度小、沸点低、溶解度低，蒸汽压高，且极易燃烧，很难加入钢液中。若能使用镁铝合金加入钢液，则可以互相弥补单种金属的不足，使得脱氧、脱硫效果更佳，但两种金属的共同特点都是密度小，因此使用合金加入虽然可以减少燃烧及烧损，但却不能使合金沉入钢液底部，合金不能充分与钢液中的氧、硫接触，脱氧、脱硫不够彻底，若能将镁铝与锰铁形成合金，既能增加合金的比重，又不影响钢液成分，可以实现极佳的脱氧、脱硫效果，又保证了没有添加其他元素使钢液纯净。
前人也曾发明了制备镁铝锰铁合金的方法，但都是将熔点低的镁、铝金属先制成中间合金，因为镁极易与氧反应燃烧，制成中间合金可抑制反应发生，再将中间合金与锰铁制成镁铝锰铁合金，这样的过程使得镁、铝二次冶炼，烧损极为严重，收得率很低，冶炼周期长。本文发明了一种直接制备镁铝锰铁合金的方法，一次冶炼成功，收得率可以达到85％以上，冶炼时间短且合金不易粉化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金及其制备方法，是开发一种直接冶炼脱氧、脱硫、且不含其它杂质元素的镁铝锰铁合金。
本发明给出镁铝锰铁合金的化学成分(重量％)为：
Mg 2～10％，Al 40～55％，其余为锰铁(要求一定是低碳锰铁，C≤0.1％)。
本发明给出的镁铝锰铁合金的制备方法为：
采用电磁感应炉进行冶炼，依次加入1/2金属铝——金属镁——1/2金属铝——低碳锰铁，全部加入后才能通电加热冶炼，升温速率要严格控制，采用先快后慢的原则：200～250℃/min，4～5分钟，40～50℃/min，4～5分钟(可以节省冶炼时间)，也可以采用等温速率：80～100℃/min进行升温，在1100～1200℃恒温，到锰铁大部分熔化时降低加热速率到40～50℃/min，靠余热熔化均匀合金(可节省电耗)，到锰铁全部熔化后提高加热速率，可避免温度低时炉壁粘结部分合金，提高加热速率到200～250℃/min，1～2分钟立即浇注，整个冶炼时间20～30分钟，可提高收得率。
本发明的优点在于，冶炼的镁铝锰铁合金能够降低烧损、收得率高，合金密度大，能够沉入钢液中而非浮于钢液表面，脱氧、脱硫更彻底，合金亦不容易粉化便于运输和储存。
具体实施方式
取金属镁7.5kg，金属铝130kg，低碳锰铁95kg，按照顺序1/2金属铝——金属镁——1/2金属铝——低碳锰铁依次加入到电磁感应炉中冶炼，按照本发明制备方法冶炼的结果见下表：
  元素   Mg   Al
  入炉质量(kg)   7.5   130
  入炉成分计算(％)   3   55
  实际成分(％)   3.01   53.9
从上表可以看出，用本发明方法冶炼的镁铝锰铁合金成分与计算值相差很小，收得率很高。
500kg电磁感应炉工业试验中取金属镁15kg，金属铝110kg，低碳锰铁120kg，按照本发明制备方法冶炼的结果见下表：
  元素   Mg   Al
  入炉质量(kg)   15   120
  入炉成分计算(％)   6   45
  实际成分(％)   6.08   47.1
从上表可以看出，用本发明方法冶炼的镁铝锰铁合金成分与计算值相差很小，收得率很高。
将金属镁15kg，金属铝110kg，低碳锰铁120kg，按照本发明制备方法加入500kg电磁感应炉中冶炼，浇铸成合金块，合金成分为Mg：6.08％，Al：47.1％，其余为锰铁。使用本合金对70号钢脱氧、脱硫，吨钢加入合金量为1kg，经检测钢中氧含量为40ppm，低于冶炼规定的不大于100ppm，钢中硫含量为0.027％，低于冶炼规定的不大于0.035％，更低于国标规定的0.05％，同时钢的抗拉强度明显增强。

Claims (1)

1.一种用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金的制备方法，其特征在于：
采用电磁感应炉冶炼，加料顺序为：先加入1/2金属铝，再加金属镁，再加1/2金属铝，最后低碳锰铁，全部加入后通电加热冶炼；
控制升温速率，采用先快后慢的原则：200～250℃/min，4～5分钟，40～50℃/min，4～5分钟，或者采用等温速率：80～100℃/min进行升温，在1100～1200℃恒温，到锰铁大部分熔化时加热速率为40～50℃/min，靠余热熔化均匀合金，到锰铁全部熔化后提高加热速率，可避免温度低时炉壁粘结部分合金，提高加热速率到200～250℃/min，1～2分钟，立即浇注，整个冶炼时间20～30分钟；
所述的用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金的化学成分重量百分数为：Mg 2～10，Al 40～55，其余为锰铁；
所述的锰铁是低碳锰铁，其C≤0.1重量％，避免含碳过高造成合金粉化。
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