CN1693486A - 炼钢用复合脱氧剂——硅铝钡钙锰铁合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种炼钢用复合脱氧剂——硅铝钡钙锰铁合金及其制备方法，属于炼钢技术领域。所述的炼钢用复合脱氧剂的化学成分(重量％)为：Si 10～35％，Al 5～15％，Ba 4～14％，Ca 4～14％，Mn 2～10％，余量为Fe和不可避免的杂质。其制备方法是：采用中频炉或工频炉，取一定配比的废钢和3/2的铝锭放入炉底，然后加硅钡合金、硅钙合金、中碳锰铁、硅铁合金，待全部熔化后再加入剩余铝锭，经充分搅拌、熔融后出炉，即可制得所需化学成分的炼钢用复合脱氧剂——硅铝钡钙锰铁合金。该脱氧剂具有比重大(3.5～4.5g/cm3)，熔点低(1050～1200℃)，结晶细致、坚硬，尤其是在冶炼低合金结构钢和碳素钢时使用该复合脱氧剂，能有效地提高钢材的综合性能。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种炼钢用复合脱氧剂一硅铝钡钙锰铁合金及其制备方法。
背景技术
炼钢的过程是用吹氧或加入氧化剂的方法使铁水进行脱碳及去除磷、硫等有害杂质的过程。这一过程的进行，虽然将生铁炼成钢，但钢中的[O]含量增加了。特别是像IF钢，为使碳量达到0.02～0.03％，钢中的氧将增加到0.08～0.1％。[O]在钢液中一般以[FeO]及其氧化物的形式存在，在浇注铸坯之前如不能及时净化掉，对钢材的疲劳特性、加工性能、延性、韧性、焊接性能、抗HIC性能、耐腐蚀性能等均有显著的影响。因此，需要添加一些与氧结合力比铁更强的合金元素(脱氧剂)来进行脱氧。多年来，工业上一直使用铝来脱氧，铝是一种脱氧能力很强的金属，脱氧产物Al2O3上浮快，易于除掉。但Al2O3为不变形夹杂，对某些钢的性能影响较大，如超深冲汽车钢板和DI罐钢板(氧含量低于0.003％)、子午线轮胎冷拉钢丝和大桥悬索用冷拉钢丝(氧含量低于0.002％)等，由于这些钢对铝的含量要求很低，所以不宜用铝脱氧，因此，人们开始试用其他合金来脱氧，如：铝-锰-铁、铝-锰-钛、铝-锰-硅、硅-钙-钡、硅-钡-铝等等。这些合金各有所长，各有所短。有的铝含量仍然很高(30～40％)，有的细化晶粒不够理想。有的易粉化、脱硫、脱磷效果差等，且大多数脱氧剂生产厂家用的是矿热炉生产，因为矿热炉一次性生产成本较低，但合金的成分很难控制准确，往往达不到预想的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种以硅、铝、钡、钙、锰铁合金为主要原料配加废钢生产的一种炼钢用复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金及其制备方法。
按照本发明的炼钢用复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金，其特征在于所述的合金化学成份(重量％)为：Si 10～35％，Al 5～15％，Ba 4～14％，Ca 4～14％，Mn 2～10％，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述的合金化学成份(重量％)为：Si 32％，Al 10％，Ba 9％，Ca 9％，Mn 6.5％，其余为铁。
本发明炼钢用复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金的制备方法是：
a)称取下列配比的原料：
含硅75％的硅铁合金5～10公斤，含铝95～98％的工业铝锭10～13公斤，含硅30～50％、钡25～30％的硅钡合金25～38公斤，含硅30～50％、钙25～30％的硅钙合金25～38公斤，含锰75～78％的中碳锰铁8～10公斤及废钢10～20公斤，各种合金粒度为20～50mm。
b)制备方法：
采用中频炉或工频炉，首先取上述配比的废钢和总铝量2/3的铝锭放入炉底，然后加硅钡合金、硅钙合金、中碳锰铁、硅铁合金，进行加热熔融，待全部熔化后再加入剩余工业铝锭，经充分搅拌、熔融后出炉，即可制得所需化学成分的硅铝钡钙锰铁合金。
本发明提供的复合脱氧剂中的硅和铝是一种较强的亲氧元素，而钡是一种活泼的碱土金属，对氧和硫有很大的亲合力，去除钢中杂质能力强，形成的脱氧产物、夹杂物在熔融的钢液中易于上浮进入渣中除掉。同时由于钡的存在，降低了钙的蒸汽压，使得钙的溶解度大大增加，钙在脱氧元素中排在第一位，而且与硫的亲和力也很强，所以钙逼近可以提高脱氧效果，也能起到脱硫作用，从而可使钢中的夹杂物变性，对提高钢材的综合性能十分有利。另外，钙还使脱氧产物形成较低熔点的钙铝酸盐，在钢水中容易上浮除掉，避免钢水浇筑时水口堵塞，对连铸十分有利。锰的作用主要是防止硅铝钡铁合金的粉化和自燃，同时Mn的比重较大，利于脱氧剂沉入钢液，减少烧损。因此，本发明具有比重大(3.5～4.5g/cm3)，熔点低(1050～1200℃)，结晶细致、坚硬等优点，尤其是在冶炼低合金结构钢和碳素钢时使用该复合脱氧剂，能有效地提高钢材的综合性能。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的具体实施方式。
按照本发明的炼钢用复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金，其特征在于所述的合金化学成份(重量％)为：
Si 10～35％，Al 5～15％，Ba 4～14％，Ca 4～14％，Mn 2～10％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明炼钢用复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金的制备方法是：
a)称取下列配比的原料：
含硅75％的硅铁合金5～10公斤，含铝95～98％的工业铝锭10～13公斤，含硅30～50％、钡25～30％的硅钡合金25～38公斤，含硅30～50％、钙25～30％的硅钙合金25～38公斤，含锰75～78％的中碳锰铁8～10公斤及废钢10～20公斤，各种合金粒度为20～50mm。
b)制备方法：
采用中频炉或工频炉，首先取上述配比的废钢和总工业铝锭量2/3的铝锭放入炉底，然后加硅钡合金、硅钙合金、中碳锰铁、硅铁合金，进行加热熔融，待全部熔化后再加入剩余工业铝锭，经充分搅拌、熔融后出炉，即可制得所需化学成分的复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金。
实施例1：
所述的合金化学成份(重量％)为：Si 32％，Al 10％，Ba 9％，Ca 9％，Mn 6.5％，其余为铁，各种合金粒度为20～50mm，各种合金粒度为20～50mm。
其制备方法是：
按硅钙合金(Ca 28％、Si 50％)33公斤，硅钡合金(Ba 27％、Si 46％)35公斤，中碳锰铁(Mn 77％)9公斤，含铝95～98％的工业铝锭11公斤，废钢12公斤比例配料，加入1.5吨工频炉中熔融，首先将上述比例的废钢和工业铝锭2/3比例放入炉底，然后加硅钡合金、硅钙合金、中碳锰铁、硅铁合金，进行加热熔融，待全部熔化后再加入剩余工业铝锭，经充分搅拌、熔融后出炉浇铸，冷却后进一步破碎至20～50mm，即制成化学成份(重量％)为：Si 32％，Al 10％，Ba 9％，Ca 9％，Mn 6.5％，其余为铁的复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金。
该复合脱氧剂结晶细致、坚硬、熔点低(1050～1200℃)，比重3.5～4.5g/cm3。用此复合脱氧剂冶炼的低合金结构钢和碳素钢，钢中的[O]可达到35ppm以下；[S]含量可以达到0.03％以下，晶粒度10级以上达8 5％以上，力学性能明显提高，抗拉强度比用其他脱氧剂提高30～70MPa；断面身长率提高3～5％。
Claims (4)
1一种炼钢用复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金，其特征在于所述的合金化学成份(重量％)为：
Si 10～35％，Al 5～15％，Ba 4～14％，Ca 4～14％，Mn 2～10％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2、根据权利要求1所述的炼钢用复合脱氧剂—硅铝钡钙锰铁合金，其特征在于所述的合金化学成份(重量％)为：
Si 32％，Al10％，Ba 9％，Ca 9％，Mn6.5％，其余为铁。
3、如权利要求1所述的炼钢用复合脱氧剂-硅铝钡钙锰铁合金的制备方法，其特征在于：
a)称取下列配比(重量％)的原料：
含硅75％的硅铁合金5～10公斤，含铝95～98％的工业铝锭10～13公斤，含硅30～50％、钡25～30％的硅钡合金25～38公斤，含硅30～50％、钙25～30％的硅钙合金25～38公斤，含锰75～78％的中碳锰铁8～10公斤及废钢10～20公斤，各种合金粒度为20～50mm。
b)制备方法：
采用中频炉或工频炉，首先取上述配比的废钢和总铝量2/3的铝锭放入炉底，，然后加硅钡合金、硅钙合金、中碳锰铁、硅铁合金，进行加热熔融，待全部熔化后再加入剩余工业铝锭，经充分搅拌、全部熔融后出炉，即可制得所需化学成分的炼钢用复合脱氧剂-硅铝钡钙锰铁合金。
4、根据权利要求3所述的炼钢用复合脱氧剂-硅铝钡钙锰铁合金的制备方法，其特征在于：
a)所用原料配比(重量％)按：
将事先经过加工的含Si75％的硅铁合金32公斤、含95～98％的工业铝锭11公斤、含Si46％、Ba27％的硅钡合金35公斤、含Si50％、Ca28％的硅钙合金33公斤、含Mn77％的中碳锰铁9公斤及废钢12公斤，各种合金粒度为20～50mm，
b)制备方法：
采用中频炉或工频炉，首先取上述配比的废钢和工业铝锭2/3比例放入炉底，然后加硅钡合金、硅钙合金、中碳锰铁、硅铁合金，进行加热熔融，待全部熔化后再加入剩余工业铝锭，经充分搅拌、熔融后出炉，即可制得所需化学成分的炼钢用复合脱氧剂-硅铝钡钙锰铁合金。
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