CN1209472C

CN1209472C - 用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金及其制备方法

Info

Publication number: CN1209472C
Application number: CN 03118606
Authority: CN
Inventors: 刘和彪
Original assignee: WUHAN GANGDONG IRON ALLOY CO Ltd
Current assignee: Wuhan Gangdong Iron Alloy Co., Ltd.
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: CN1434134A

Abstract

用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金及其制备方法，涉及炼钢钢水终脱氧的脱氧剂，尤其是铝镇静钢钢水终脱氧的脱氧剂及其制备方法。铝铁合金的重量百分组成为铝40%-44%，铁54%-59%，和少量杂质。制备方法是备料、配料、熔炼、浇铸和冷却控制。其中熔炼包括有钢铁料熔化、加氧化剂脱碳、脱硅、脱磷，加脱硫剂脱硫，加还原剂脱氧与还原，加造渣剂造渣，加铝熔炼、搅拌、除渣、控温出炉8个步骤。本发明在备料时将各种金属原料在入炉前先预热，在熔炼过程中增加了脱磷、脱硫步骤及控温出炉步骤，熔炼出的铝铁合金具有有害杂质少、脱氧能力强与不易粉化的特点，粉化期大于6个月，能广泛用于炼钢尤其是铝镇静钢终脱氧。

Description

用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金及其制备方法

技术领域本发明涉及炼钢钢水终脱氧的脱氧剂，尤其是铝镇静钢钢水终脱氧的脱氧剂及其制备方法。

背景技术对于高延展性、高冲压性的铝镇静钢冷轧薄板，硅、锰、钛等金属元素以及硫、磷、碳等非金属元素均是有害元素，在其冶炼过程中均需严格控制。为此，这种钢种冶炼过程的终脱氧一般均是采用纯度较高的金属铝。尽管铝是一种优良的脱氧剂，但是由于金属铝密度小，均为钢水的1/3，也远低于熔渣的密度，致使金属铝投入钢水后上浮速度快，熔入钢水的比例较少，并迅速被熔渣或空气中的氧所氧化，导致金属铝的脱氧利用率低；此外，金属铝在钢水中脱氧形成的Al₂O₃氧化物层也阻隔了金属铝向钢水中的溶解，进一步降低了金属铝的脱氧利用率。据生产实际统计，GCr15的金属铝脱氧利用率仅为42％。从而增加了炼钢终脱氧的金属铝消耗，浪费了宝贵的金属铝，同时也大大降低了炼钢生产的经济效益。

为此国内有些厂家研制出了铝铁合金脱氧剂并已申报了专利，如《用于铝镇静钢脱氧的铝铁合金及其制备方法》(专利号94111237.3)，其中铝含40-50％，铁48-58％，最佳范围是铝含44.5-46.5％，铁51.5-53.5％。杂质碳＜0.05％、硅＜2％、铜＜0.04％，最佳范围是碳＜0.03％，硅＜0.4％，铜＜0.04％。由于制备方法中无脱磷、脱硫步骤，故该专利权人在杂质中省却了磷、硫的含量。

其制备方法依次包括：(1)配料，(2)熔炼，(3)浇铸。

熔炼按以下次序的7个步骤进行：

(1)把钢料投入加热熔炉，进行熔化；

(2)加入氧化剂，进行脱碳、脱硅；

(3)加入还原剂，进行脱氧、还原氧化铁；

(4)加入由萤石粉30％和工业食盐70％重量百分组成的碱性造渣剂，进行造渣；

(5)投入铝料；

(6)搅拌、除渣；

(7)出炉。

其制备方法中没有备料、脱磷、脱硫步骤，故合金中杂质含量高；没有控温出炉步骤，采用自然冷却法降温出炉，每秒钟降温速度达120℃，冷却快，使合金容易开裂、氧化，粉化期短，三个月即粉化。

发明内容本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种杂质含量低、粉化期大于6个月，用于炼钢钢水，尤其是性能优良的铝镇静钢钢水终脱氧的铝铁合金及其制备方法。

本发明目的的实现方式为，用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金，含有铝、铁和少量杂质，各部分的重量百分比分别为：

铝 40-41％铁 58.6-59％碳＜0.03％

硅＜0.3％磷＜0.05％硫＜0.04％

其它杂质余量。

用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金的制备方法，依次包括有配料、熔炼、浇铸。熔炼包括以下步骤：①钢铁料的熔化，②加入氧化剂脱碳、脱硅，加入还原剂，进行脱氧、还原，③加入重量由30％萤石+70％工业食盐的造渣剂造渣，④加铝熔炼，⑤搅拌、除渣，⑥出炉。其特征在于配料前先备料，备料包括将各种原料准备、切块、烘干或预热，加入氧化剂在脱碳、脱硅的同时脱磷，而后加入脱硫剂脱硫后再加还原剂进行脱氧、还原，搅拌、除渣后，控温在1350℃±20℃出炉，合金加盖浇铸冷却到150℃以下脱模，脱碳、脱硅、脱磷氧化剂的重量组成为：40％氧化铁+5％锰矿+40％石灰+12％CaF₂+3％CaCl₂，脱硫剂的重量组成为：60％石灰+25％苏打+15％萤石，还原剂是铝铁或纯铝。

本发明铝铁合金中铝的含量为40-44％，为低铝合金，碳、硅、磷、硫杂质少，性能优良。

因熔炼的各种金属原料中含有少量的水与氧化物，熔炼时与金属液接触产生气体引起喷溅，并会混入合金液体内，造成气孔。为解决上述问题，本发明在配料前增加了备料步骤，即将各原料先烘干或预热后再入炉，从而避免了气孔的产生，提高了铝铁合金的性能指标。

本发明制备过程中增加了脱磷、脱硫步骤，能有效脱磷、脱硫，降低了铝铁合金中磷、硫杂质的含量，也解决了P与Al反映形成AlP，常温受潮水解形成PH₃气体，导致合金粉化的问题。

本发明铝铁合金出炉温度控制在1350℃±20℃，加盖浇铸脱模温度控制在150℃以下。解决了合金浇铸温度偏高与铸铁冷却速度太快，容易引起合金裂纹与组织疏松，常温受潮水化导致裂纹扩展与剥落，引起合金短期内粉化的问题。

按本发明制备方法制备的铝铁合金性能优良、脱氧能力强、不易粉化，粉化期大于6个月，能广泛用于炼钢尤其是铝镇静钢的终脱氧。

具体实施方式

下面结合实施例进一步详述本发明的铝铁合金及其制备方法：

实施例：

熔炼设备是0.75吨中频无铁芯感应炉标准容量750Kg。

(1)备料：准备废钢、金属铝锭与其它辅助材料，并对大块废钢进行切块与烘干。

(2)配料：废钢436Kg，铝锭312Kg。

(3)熔炼：按照下列步骤进行：

①将436Kg废钢投入中频炉，升温至1580-1600℃熔化；②加入11Kg氧化剂进行脱碳、脱硅与脱磷；氧化剂的组成为(重量百分比)40％氧化铁+5％锰矿+40％石灰+12％CaF₂+3％CaCl₂；③加入7.5Kg脱硫剂进行脱硫，脱硫剂组成为(重量百分比)60％石灰+25％苏打+15％萤石；④加入2Kg铝铁脱氧与还原；⑤加入3Kg组成为30％萤石+70％工业食盐(NaCl)造渣剂进行造渣；⑥加入312Kg金属铝熔炼；⑦人工搅拌，使铝、铁均匀，并捞去浮渣；⑧采用铝铁降温至1350℃±20℃出炉。

(4)浇铸：采用加盖浇铸，防止高温氧化。

(5)冷却控制：浇铸后模内冷却到150℃以下脱模，以消除脱模快冷引起的裂纹与氧化。

按照上述实施例的配料与熔炼方法制备的铝铁合金的成分(重量百分比)为：铝41.0％、铁58.6％、磷含量＜0.05％、碳含量＜0.03％，硫含量＜0.04％，硅含量＜0.3％。抗粉化时间大于6个月。

按照本发明提供的铝铁合金成分范围进行原料配比调整，并按照本发明提出的熔炼方法，便可制备出抗粉化时间长、杂质含量低的不同铝含量的镇静钢终脱氧用铝铁合金。

Claims

1、用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金，含有铝、铁和少量杂质，其特征在于各部分的重量百分比分别为：

铝40-41％铁58.6-59％碳＜0.03％

硅＜0.3％磷＜0.05％硫＜0.04％

其它杂质余量。

2、权利要求1所述的用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金的制备方法，依次包括有配料、熔炼、浇铸，熔炼包括以下步骤：①钢铁料的熔化，②加入氧化剂脱碳、脱硅，加入还原剂，进行脱氧、还原，③加入重量由30％萤石+70％工业食盐的造渣剂造渣，④加铝熔炼，⑤搅拌、除渣，⑥出炉，其特征在于配料前先备料，备料包括将各种原料准备、切块、烘干或预热，加入氧化剂在脱碳、脱硅的同时脱磷，而后加入脱硫剂脱硫后再加还原剂进行脱氧、还原，搅拌、除渣后，控温在1350℃±20℃出炉，合金加盖浇铸冷却到150℃以下脱模，脱碳、脱硅、脱磷氧化剂的重量组成为：40％氧化铁+5％锰矿+40％石灰+12％CaF₂+3％CaCl₂，脱硫剂的重量组成为：60％石灰+25％苏打+15％萤石，还原剂是铝铁或纯铝。