CN1398991A - 高铝合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为高铝合金及其制备方法。高铝合金属于炼钢过程使用的中间合金范畴，特别涉及钢水的脱氧及铝元素配入的技术。炼钢过程由于工艺的特点，钢料在熔化期有部分会被氧化，熔渣后钢液中的氧含量也会增加，而一般为保证钢中合金元素的含量，必须对钢水进行脱氧。由于很久以来，脱氧一般都采用纯铝，由于纯铝比钢水比重小，所以铝的损耗非常大，不仅增加了炼钢成本，也浪费了铝资源，同时钢中的铝元素含量也难以控制。本发明在于制备了一种高比重的介于铁和铝之间的中间合金，它不仅能替代纯铝用于钢水脱氧，而且作为钢中铝元素配入，其收得率稳定，耗铝总量大大低于纯铝，节约了资源。

Description

高铝合金及其制备方法

技术领域

高铝合金产品属于钢或铁的中间合金范畴，是炼钢过程用于钢水脱氧的脱氧产品及作为钢中铝元素配入的中间合金，其制备方法属于铁合金冶炼技术领域。

背景技术

众所周知，炼钢是高温下的氧化-还原反应。钢料在熔化过程中会有不同程度的氧化，同时钢中的氧含量也会因钢料的氧化而急剧升高，使得精炼过程配入钢中的合金元素会大量损耗，不仅增强了炼钢成本，浪费资源，同时也因钢中氧含量过量直接影响产品质量。长久以来，为了降低钢中的氧含量，一般采用纯铝脱氧，铝元素的配入也采用加入纯铝，而由于纯铝的比重轻，加入后不易进入钢中，大部分会在钢水表面烧损，降低了经济效益，钢中的铝含量也较难以控制。为此，国内外有关专家开始研究新型的复合脱氧产品，为中国专利申请号为92111900.3所提供的“硅铝钡锶铁合金”；中国专利申请号为92107299.6所提供的“铝锰复合脱氧剂”；的苏联申请号为SU418549所提供的“钢脱氧熔合的合金”等等。所有这些产品都因其成份中含有较多量的硅或锰，所以在使用过程中受到许多限制。为了克服这些种种不足，我们开始了高铝合金及其制备方法的研究。目的是为炼钢生产提供一种既具有较高脱氧能力，又可作钢中铝元素配入，且价格低廉，节省资源，降低成本的新一代脱氧中间合金产品，以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的高铝合金其成分重量百分比的范围是(％)：

铝：55-65        铁：32-43         碳：≤0.15

硅：≤1.5        铜：≤0.05        杂质：余量

本发明的高铝合金其典型的重量百分比范围是(％)：

铝：57.5-60.5    铁：37.5-40.5     碳：≤0.05

硅：≤0.3        铜：≤0.05        杂质；余量

本发明的高铝合金的制备方法依次是(1)配料(2)熔化(3)浇铸

其中配料为常规配料方法，熔化包括以下七个步骤：

(1)将钢料投入中频炉熔化；

(2)加入氧化剂；

(3)加入还原剂；

(4)加入石灰70％、莹石30％重量百分比组成的碱性渣进行脱氧，去气及杂质；

(5)扒渣后再加入莹石粉40％、工业食盐60％重量百分比组成的碱性渣造渣；

(6)投入预热铝料；

(7)搅拌，去渣；

浇铸是指高铝溶液在铸模中心以大于100℃/秒速度冷却凝固。

熔化过程中的氧化剂指氧气或氧化铁皮。

熔化过程中的还原剂指硅钙、硅铁、碳化钙或者是纯铝。

采用本发明的制备方法生产的高铝合金经钢厂实际使用，有脱氧效果好、收得率稳定、经济效益高等优点，同时能大量节省铝资源。

具体实施方式

工艺条件采用1000kg中频无芯感应电炉，其标准容量为1000kg，最大功率400kw。

(1)  配料：每炉定额量为600kg，纯料配方：

     钢：260kg        收得率：97％

     铝：366kg        收得率：95％

(2)  熔炼：

  ①将钢料260kg投入中频炉，通电加热，钢料熔化。

  ②加入氧化铁6kg或通入氧气70kg，进行钢水脱碳、脱硅，使钢水内碳含量降至

    0.1％以下，硅含量0.05％以下。

  ③加入碳化钙6kg进行钢水脱氧，时间为2-3分钟。

  ④加渣料：石灰7kg，莹石3kg，造碱性渣。成渣后在渣面上撒上300g硅铁粉或硅

    碱粉进行扩散脱氧，同时吸附钢中杂质及气体，时间约5-6分钟。

  ⑤扒去还原渣，加入40目莹石粉1.6kg，脱水工业食盐2.4kg的混合渣料。

  ⑥加入预热至200℃-300℃的铝料，熔化时间约5分钟左右。

  ⑦充分搅拌，并捞去液面浮渣。

  ⑧待高铝溶液温度至1230℃-1260℃左右，准备浇铸。

(3)  浇铸：

    浇铸模采用合金铸铁模，铸模内腔显台锥体，直径32mm，高22mm，并预热至250

℃-300℃。高铝合金溶液在铸模中以大于100℃/秒的速度冷却、结晶，采用非敞开式浇

铸，当高铝合金温度冷却至250℃-350℃左右时，即可开箱在空气中冷却。

按以上实例冶炼的高铝合金，其铝的重量百分比在57.5％-60.5％，碳≤0.05，硅≤

0.3，铜≤0.05，余量为铁和其它微量元素。

Claims (5)

1、用于钢水脱氧及铝元素配入的高铝合金的主要化学成份有铝、铁及少量碳、硅、铜等其它微量杂质，其重量百分比组成是(％)：铝：55-65        铁：32-43         碳：≤0.15硅：≤1.5        铜：≤0.05        杂质：余量

2、用于钢水脱氧及铝元素配入的高铝合金的最佳重量百分比组成是(％)：铝：57.5-60.5    铁：37.5-40.5     碳：≤0.05硅：≤0.3        铜：≤0.05        杂质；余量

3、用于钢水脱氧及铝元素配入的高铝合金的制备方法，它依次包括配料、熔炼、浇铸，所说的熔炼按以下步骤进行。

(1)将钢料投入中频炉熔化；

(2)加入氧化剂；

(3)加入还原剂；

(4)加入石灰70％、莹石30％重量百分比组成的碱性渣进行脱氧，去气及杂质；

(5)扒渣后再加入莹石粉40％、工业食盐60％重量百分比组成的碱性渣造渣；

(6)投入预热铝料；

(7)搅拌，去渣；

(8)浇铸。

   浇铸的高铝合金溶液在铸模中的凝固速度大于100℃/秒。

4、高铝合金制备方法中所指的氧化剂是氧气或氧化铁皮。

5、高铝合金制备方法中所指的还原剂是硅钙、硅铁、碳化钙或者是纯铝。