CN1020199C

CN1020199C - 作发热剂用的镁铝合金

Info

Publication number: CN1020199C
Application number: CN 90101571
Authority: CN
Inventors: 杨瑞武; 徐根生; 胡友恒
Original assignee: WUHAN METALLURGICAL INST
Current assignee: WUHAN METALLURGICAL INST
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1993-03-31
Anticipated expiration: 2005-03-20
Also published as: CN1055012A

Abstract

本发明属于一种作发热剂用的镁铝合金，可用于提高金属熔液的温度，尤其适用于提高金属连续铸造中间包浇口及其附近的温度。其成分为(重量百分比)：Al24～36%以及Si5～7%、RE0.5～1%或Si5.5～7.5%、Mn2～3%或Mn4.5～6.5、RE0.5～1%、Cu3～7%中至少且至多一组，余量为Mg及不可避免的杂质。本发明相比现有技术具有：燃烧集中、发热量高、烟尘小和成本低等优点。

Description

本发明属于一种镁铝合金，作燃烧发热材料用，可用于提高金属熔液的温度，尤其是用于提高金属连续铸造中间包浇口及其附近的温度。当金属熔液流经浇口时，引发其自身燃烧发热，使金属熔液不致于在浇口处凝结受堵。

在现有的连续铸钢生产中，广为采用了一种不用加热的冷中间包，为提高开浇成功率，保证钢水不致于在开始流经浇口时冷凝而堵塞浇口，在开浇前，将13～17公斤Si-Ca合金粉（CN87108142号发明专利申请公开说明书公开了一种制造硅钙合金粉剂的工艺和设备。虽然该申请案所述的工艺和设备与本案无关，但至少提示我们Si-Ca合金粉为本申请以前即有的技术）洒在中间包的塞棒根部附近，开浇时钢水将Si-Ca合金粉引燃，即可提高浇口的温度，使开始容易冷凝的钢水保持较好的流动性。其不足之处在于：1、Si-Ca合金粉呈分散的粉末状，泼洒不均匀，燃烧不集中，而且在燃烧过程中烟尘大，影响车间环境和操作人员的健康;2、每次用量大、成本高，若按每次13公斤计，即为65元;3、发热量低（每公斤为5900千卡）、燃点温度高（900～1000℃）、引燃后持续时间短（3～5秒）。

本发明的目的在于提供一种形状固定均匀、燃烧集中、热利用率高、烟尘小的镁铝合金。

本发明的第二个目的在于提供一种用量省、成本低的镁铝合金。

本发明的第三个目的在于提供一种发热量高、引燃后持续时间长、燃点温度低的镁铝合金。

本发明的目的是通过以镁为主要成分，配以能提高合金燃点、延展燃烧时间和提供有效发热量的铝以及其它元素组成的镁铝合金达到的，其组成重量的百分比是：Al24～36%、Si5～7%、RE0.5～1%，余量为Mg及不可避免的杂质。

或者，Al24～36%、Si5.5～7.5%、Mn2～3%，余量为Mg及不可避免的杂质。

或者，Al24～36%、Mn4.5～6.5%、RE0.5～1%、Cu3～7%，余量为Mg及不可避免的杂质。

上述合金的成分含量范围的选定，主要是依据连铸生产的使用要求和其自身铸造成型工艺而定的。连铸所用的中间包有多种形式，就吨位而言，有：20、50、70、130吨等;就浇口而言，有：定径水口和可调节流量的变径水口（带有塞棒）以及单水口和多水口。为了保证中间包的热量集中和以一个均衡的流量向结晶器输送钢水，中间包的开浇时间往往要滞后于大包，例如：当大包流进中间包的钢水达到中间包容积的1/5、1/4、1/3或1/2时，中间包才开浇（向结晶器输送钢水）。一般而言，水口数量越多，热量就越易散失，为了保持热量和流量的均衡，中间包的开浇时间就越滞后于大包。基于以上因素，在性能指标上，对燃烧发热合金有引燃时间（从合金与钢水开始接触到合金开始燃烧）、燃烧时间（合金燃烧的持续时间）和燃点温度等主要技术要求。于是，就合金成分含量范围的选定而言：

镁的含量越低，燃点温度就越高，引燃时间就越长。反之，燃点温度就越低，引燃时间就越短。

选定Al含量为24～36%的意义在于：含量小于24%时燃烧持续时间过短，发热量降低，大于36%时燃烧持续时间过长，而且，将形成多种脆性的金属间化合物相，工件成型困难。

在第一组选择成分中，选定Si5～7%、RE0.5～1%的作用和意义在于：细化合金晶粒，改善铸造成型效果，而且加Si还可以延缓引燃时间、提高燃点温度。当Si、RE的含量同时或其中之一小于自己的下限时工件脆性增加，成型后易脆裂;Si大于7%时，成型后也易发生脆裂，而RE大于1%时则成本上升。

在第二组选择成分中，选定Si5.5～7.5%、Mn2～3%的作用和意义在于：细化合金晶粒，改善铸造成型效果，同样，Si可以延缓引燃时间，提高燃点温度。当Si、Mn的含量同时或其中之一小于自己的下限时，或者同时或其中之一大于自己的上限时，都会不同程度地使得工件的脆性增加，成型后易脆裂。

在第三组选择成分中，选定Mn4.5～6.5%、RE0.5～1.0%、Cu3～7%的作用和意义也在于：细化合金晶粒，改善铸造成型效果（尤其当Al取得较高时）。当Mn、RE、Cu的含量同时或其中之一小于自己的下限时，或者同时或其中之一大于自己的上限时，都会不同程度地使得工件的脆性增加、废品率上升，而且RE的含量大于1%时成本上升。

本发明的最佳配比是（重量百分比）：Al26～35%以及Si6～7%、RE0.5～1%或Si6～7%、Mn2.5～3%或Mn5.5～6.5、RE0.5～1.0、Cu6～7%中至少且至多一组，余量为Mg及不可避免的杂质。

本发明不仅具有固定而均匀的形状和一定的强度，而且由于以易于引燃的Mg为主要成分，配以能提高合金燃点，延展燃烧时间和提供有效发热量的铝以及其他有助于工件铸造成型和提高燃烧温度的元素，相比现有技术具有如下优点：燃烧集中、热利用率高、烟尘小;每公斤发热量为6800千卡（为Si-Ca合金粉的1.15倍），燃点温度为485～505℃，引燃后持续时间长（为Si-Ca合金粉的1.7～2.4倍）;若以50吨单水口中间包为例，每次用量为0.5公斤，在相同条件下，其成本仅为Si-Ca合金粉的1/3。本发明不仅能适应各种冷中间包的开浇使用要求，而且当钢水或其某局部温度低于规定温度下限时，还可用于提高其温度。

附图的图面说明如下：

附图是将本合金铸造成具有缺口的环状的示意图。

本发明下面将结合实施例作进一步详述：

本发明所述镁铝合金可采用铸造的方法加工成一定的形状，如具有缺口[2]的环[1]状（使用时，将合金环缺口对准塞棒上方的螺杆套入，并置于塞棒的根部）、“U”状、块状以及其他形状。其工艺过程：配料→熔炼→铸造成型→时效处理→精整→检验包装出厂。在上述过程中还应注意：1、原材料中S、P等杂质含量应低于连铸钢种的杂质;2、考虑到熔炼时镁的烧损，最好是先分别按配比制作Al-Mn、Al-Si、Al-Si-Mn等中间合金，这样熔炼温度可以较低（900～1000℃），否则应为1100～1200℃。覆盖剂为：MgCl₂、NaCl、NH₄Cl₂;3、由于工件脆性较大，浇铸前，钢模需予热到200～270℃，然后快速浇铸和脱模，并尽快将工件装炉作时效处理，时效温度为195～210℃，保温4小时后，再随炉冷却。各实施例的配比可分别是（以下所述余量中，均包括不可避免的杂质）：

实施例一，含有：Al24%、Si5%、RE0.5%，余量为Mg。

实施例二，含有：Al26%、Si6%、RE1%，余量为Mg。

实施例三，含有：Al30%、Si6%、RE0.75%，余量为Mg。

实施例四，含有：Al36%、Si7%、RE1%，余量为Mg。

按实施例一至四配比制造的镁铝合金，引燃时间：14～20 秒，燃烧时间：5～10秒，燃点温度：485～495℃，可用于中间包为塞棒水口的连铸开浇作业。

实施例五，含有：Al24%、Si5.5%、Mn2%，余量为Mg。

实施例六，含有：Al30%、Si6.5%、Mn2.5%，余量为Mg。

实施例七，含有：Al36%、Si7.5%、Mn3%，余量为Mg。

按实施例五至七配比制造的镁铝合金，引燃时间：14～22秒，燃烧时间：5～10秒，燃点温度：485～500℃，可用于中间包为定径水口的连铸开浇作业。

实施例八，含有：Al24%、Mn4.5%、RE0.5%、Cu3%，余量为Mg。

实施例九，含有：Al30%、Mn5.5%、RE0.75%、Cu5%，余量为Mg。

实施例十，含有：Al36%、Mn6.5%、RE1%、Cu7%，余量为Mg。

按实施例八至十配比制造的镁铝合金，引燃时间：14～24秒，燃烧时间：5～12秒，燃点温度：485～505℃。可用于中间包有多个水口的连铸开浇作业。

Claims

1、一种作发热剂用的镁铝合金，其特征在于含有(重量百分比)：Al24～36%、Si5～7%、RE0.5～1%，余量为Mg及不可避免的杂质。

2、一种作发热剂用的镁铝合金，其特征在于含有（重量百分比）：Al24～36%、Si5.5～7.5%、Mn2～3%，余量为Mg及不可避免的杂质。

3、一种作发热剂用的镁铝合金，其特征在于含有（重量百分比）：Al24～36%、Mn4.5～6.5%、RE0.5～1%、Cu3～7%，余量为Mg及不可避免的杂质。