CN1082117A - 新型多元强复合脱氧剂、添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种炼钢用的脱氧剂，其主要成分
是硅铝锰铁合金，它比起目前炼钢过程中单独使用纯
铝和硅铝铁合金等具有脱氧迅速，钢渣易上浮，炼钢
成本低，钢质好等优点，还可以将此合金直接作炼钢
添加剂。
Description
本发明涉及炼钢用的脱氧剂和添加剂，特别是含有硅铝锰铁等元素的合金。
传统炼钢脱氧剂（包括预脱氧剂和终脱氧剂），一般使用单一的硅、锰或纯铝脱氧，这些单元素作脱氧剂的效果差，冶炼出来的钢中非金属夹杂物多，钢质不好，钢中的杂质（主要有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、TiO2等）不易上浮去除，所以钢水收率低。近年来各地出现了许多新的脱氧剂，如《Fe-Al-Si》（Si18-22%，Al48-52%，Fe余量）、《Fe-Ba-Al-Si》（Al≈35%），这些脱氧剂虽然脱氧效果有所提高，但铝用量大，而我国铝资源紧缺，使这些脱氧剂成本高，炼钢的成本也相应增大，而且当铝含量太大时，成品钢的表面有裂纹和气孔，影响了产品质量。此外，在冶炼某些合金钢（如高锰钢）时，既要同时加入合金元素，又要加入脱氧剂，使炼钢的时间延长，成本增加，质量也不易保证。
本发明的目的是提供一种能克服现有脱氧剂的不足之处并具有脱氧迅速，钢中夹杂物易上浮去除，炼钢成本降低，钢质好的能进行高效复合脱氧并同时可作为冶炼合金钢的添加剂的产品。
为了达到此目的，经过反复对比试验，本发明人发现按一定比例的Si、Al、Mn、Fe熔炼出来的合金取代纯铝、硅铝铁合金、硅铁、锰铁、硅锰合金，作为炼钢的脱氧剂和添加剂效果很好。这种合金的优点是：1.比重大，可完全沉到钢液底部，能充分利用合金元素对钢液进行合金化和脱氧;2.该合金对氧的亲和力比单一的Si、Mn和硅锰等合金对氧的亲和力大，生成的氧化物分子颗粒大，对减少钢中非金属夹杂物非常有利;3.对冶炼某些合金钢，如锰钢，螺纹钢等，该硅铝锰铁可直接作为脱氧剂和合金钢添加剂，使炼钢成本大为降低;4.提高钢液的纯洁度，钢材的利用率可提高1%左右;5.比纯铝、硅铝钡铁等脱氧剂价格便宜，使用方便;6.可使炼钢的耗电下降（脱氧快、炼钢时间缩短），并能充分利用某些废钢铁和品位不太高的锰矿资源。
以下是本发明硅铝锰铁合金的成份含量比及生产工艺：
1.成份和含量（重量%）
Si：4-30 Al：2-41 Mn：10-80
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
2.工艺
本硅铝锰铁合金可用电炉如工频炉、中频炉、特型炉生产，也可以用矿热炉生产，采用什么类型炉子，一般视原料决定。以矿热炉生产时，可用矿石为原料，其中锰可用含Mn20%以上的锰矿石，硅用含Si85%以上的硅矿石，铝可用含Al50%以上的铝土矿，铁可用铁矿石，也可用废钢铁。以电炉生产时，可用Fe-Si、Fe-Mn、废钢、铝锭及其它辅助材料。
采用电炉熔炼上述合金的方法采用重溶法，熔炼温度一般控制在1600℃左右。采用矿热炉熔炼时用还原法，温度控制在1700℃左右;熔炼结果主要根据各种产品的元素多少控制，待分析成份达标后可浇入金属模具中，做成每块1-5公斤的块体，以方便用户使用。
3.合金成份和含量实施例：
（1）Mn10-14 Al10-14 Si10-14 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（2）Mn15-30 Al4-10 Si4-10 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（3）Mn8-12 Al3-6 Si8-10 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（4）Mn30-40 Al15-20 Si18-24 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（5）Mn20-30 Al20-41 Si20-30 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（6）Mn10-15 Al15-20 Si15-20 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（7）Mn15-20 Al18-22 Si15-20 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（8）Mn10-14 Al20-25 Si10-17 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（9）Mn15-25 Al20-40 Si18-22 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
上述9种硅铝锰铁合金可作为熔炼普通钢和合金钢如高速工具钢、模具钢、枪炮钢、船用钢等使用的广谱性脱氧剂。
（10）Mn62-68 Al 6-8 Si14-19 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（11）Mn62-68 Al 3-7 Si15-20 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（12）Mn60-65 Al 4-6 Si17-24 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（13）Mn57-62 Al 3-6 Si10-15 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（14）Mn60-66 Al 2-5 Si12-23 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（15）Mn65-70 Al 2-5 Si10-14 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（16）Mn67-80 Al 2-4 Si8-15 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（17）Mn70-80 Al 2-5 Si10-14 C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
上述8种硅铝锰铁合金可作为强复合脱氧剂并同时作为冶炼普通炭素钢、高锰钢和其它合金钢时作为合金添加剂使用。
本发明（1）-（9）的9种合金可根据炼钢的不同钢种分别使用，每吨钢水约用量为1kg，即可去除钢中非金属夹杂物，达到炼钢的要求，如对夹杂物要求特别严格的钢种，加入量可大于1kg以上，不用考虑回收率，加入过程可按通常的在出钢过程中继其它合金加入炉内或加入盛钢桶内即可，无特殊要求。而（10）-（17）的7种合金是多元强复合添加剂，这种合金起到脱氧和合金添加剂的双重作用，可取代传统的硅铁、锰铁、硅锰合金。按目前钢厂冶炼A2、A3、20-55＃钢种，正常需使用锰铁7kg、硅铁5kg、纯铝1kg，每吨钢耗脱氧剂原料成本约40多元，而采用本发明的硅铝锰铁合金，成本只需30多元，而且可提高钢水纯洁度，钢水得率可提高1%，经济效益十分显著。
上述的系列脱氧剂自1992年6月，交付广西柳州钢铁厂、广西冶金研究所、广西南宁钢铁厂、广西河池钢铁厂试用，并与纯铝作为脱氧剂进行比较，本发明硅锰铁合金脱氧剂的氧化物为1.5级，纯铝的氧化物为2.5级;当与硅铝铁合金进行比较，冶炼后钢中非金属可减到22.7%-47.85%之间，而且脱氧物易融合成低熔点大颗粒上浮，有利于提高钢水纯度和钢渣的流动性。
以下是本发明的实施例：
实施例一，
采用中频炉炼出的脱氧剂成份为：
Mn 10.2，Al10.3，SI13.0，C0.06，P0.026，S0.021，余量为铁，将此组分的硅铝锰铁脱氧剂于992年6月交给广西柳州钢铁厂冶炼45SiMnP合金钢，炼出的钢纯法度高，成材率分别比用纯铝和《Fe-Al-Si》合金提高1%。
实施例二
接下述成份作为炼钢添加剂，（采用矿热炉冶炼）。
Mn65.9，Al7.2，Si18.7，C2.9，P0.03，S0.04，Fe余量，将此合金交给广西柳州钢铁厂冶炼20MnSi合金钢，锰回收率达到85%，Si75%，脱氧效果与硅铝铁合金相同。
实施例三
按以下成份作为炼钢添加剂（采用工频炉冶炼）：
Mn65.4，Al3.7，Si15.52 C0.51，P0.046，S0.03，将此合金交付广西南宁钢铁厂冶炼20MnSi合金钢、或螺纹合金钢，Si回收率达80%，Mn的得率为85-90%，比纯铝或硅铁吨钢节约成本4-10元。
Claims (3)
1、一种用于炼钢的新型多元强复合脱氧剂、添加剂合金，其特征在于这种合金的成份和含量为(重量%)：
Si4-30 Al2-21 Mn10-80，C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量。
2、根据权利要求1所述的合金，其特征在于用作脱氧剂的成份和含量为（重量%）：
（1）Mn10-14 Al10-14 Si10-14
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（2）Mn15-30 Al4-10 Si4-10
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（3）Mn8-12 Al3-6 Si8-10
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（4）Mn30-40 Al15-20 Si18-24
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（5）Mn20-30 Al20-41 Si20-30
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（6）Mn10-15 Al15-20 Si15-20
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（7）Mn15-20 Al18-22 Si15-20
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（8）Mn10-14 Al20-25 Si10-17
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（9）Mn15-25 Al20-40 Si18-22
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
3、根据权利要求1所述的合金，其特征在于用作炼钢添加剂的成份和含量为（重量%）：
（1）Mn62-68 Al6-8 Si14-19
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（2）Mn62-68 Al3-7 Si15-20
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（3）Mn60-65 Al4-6 Si17-24
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（4）Mn57-62 Al3-6 Si10-15
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（5）Mn60-66 Al2-5 Si12-23
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（6）Mn65-70 Al2-5 Si10-14
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（7）Mn67-80 Al2-4 Si8-15
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
（8）Mn70-80 Al2-5 Si10-14
C≤1.0 P≤0.05 S≤0.05 Fe余量
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1993
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