[發明專利]用于煉鋼的鐵包鋁鈣合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201010256500.3
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101906506A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 謝應凱;謝應旭
• 申請（專利權）人: 謝應凱;謝應旭
• 主分類號: C21C7/04
• 分類號: C21C7/04;C21C7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明是一種用于煉鋼的鐵包鋁鈣合金及其制備方法，屬于金屬材料冶金技術領域。

背景技術：

鈣是堿土金屬，比重為1.54/cm³，熔點842℃，沸點為1484℃，蒸氣壓為11.33Kpa(983℃)。具有很強的還原性，特別是與氧、硫等有很強結合力。用于煉鋼脫氧不但脫氧效果好，還增加鋼水流動性，促進鋼水中夾雜物的快速上浮。由于它的理化性能，很難在煉鋼中直接使用。需要把鈣與鐵、錳等比重大、熔點高的元素制成合金。由于鈣在空氣中熔煉時燃燒和氧化十分嚴重，制合金又比較困難，因此在煉鋼脫氧中沒有充分利用。目前煉鋼脫氧主要是用鋁和鋁基復合合金。用鋁脫氧的產物為三氧化二鋁，熔點高(2100℃)，不易上浮，在鋼水產生二次夾雜。鋁的熔點660℃比重2.7g/cm³，它的熔點和比重與鈣很相近并與鈣能形成合金。把鋁鈣制成合金用于煉鋼脫氧不但脫氧能力增強而且鋼水中夾雜物易上浮。但鋁鈣合金的比重輕(2g/cm³左右)，熔點、燃點低(700℃左右)，不能沉入鋼水中，浮在鋼水表面便開始燃燒，利用率十分低(20％左右)。要把鋁鈣與比重大熔點高的鐵、錳制合金，因為有鐵或錳的鈣鋁鐵合金，熔點高(1200℃以上)，鈣與鐵或錳形成合金比較困難，鈣的燒損大，增加生產成本。因此，如何把鋁、鈣合金制成比重、熔點高的脫氧劑，同時又能減少鈣的燒損是我們研究的目標。

發明內容

本發明的目的是加大鋁鈣合金的比重，提高熔點同時在制備過程中又減少鈣的燒損，充分發揮鋁鈣合金在煉鋼中的作用，研制了鐵包鋁鈣合金。

本發明所述的鐵包鋁鈣合金，是先將鋁和鈣用重熔法制成線/棒/塊/粒的鋁鈣合金。再用鋼板將其鋁鈣合金包在其中，簡稱鐵包鋁鈣。以此增加鋁鈣合金的比重和熔點，使鋁鈣合金能沉鋼水深處脫氧，增加在鋼水中的停留時間，充分發揮鋁鈣的脫氧作用。

現有技術方案為鈣鋁鐵合金，其有效成分為鋁和鈣，加鐵主要是為了增加鋁鈣合金的比重。由于制造鋁鈣鐵時熔點高(1200℃以上)，使得鈣的燒損和氧化嚴重，燒損在5％左右。而本發明同樣有效成分的鋁和鈣，為了增加比重和在鋼水中的熔化時間，外包鐵。這樣熔煉鋁鈣合金的溫度較低(750-800℃)鈣的燒損只有鈣鋁鐵合金的10％左右，從而降低生產成本。現有技術方案中Ca∶Al大于1，小于1.5，因此本發明鈣和鋁調比時應Ca∶Al小于1，大于1.5，而且制備方法也有不同。

本發明的技術方案為：用鋼板將鋁鈣合金包裹，制成鐵包鋁鈣。其特征在于，先將鋁和鈣用重熔法制成鋁鈣合金，降低鈣的蒸氣壓，在煉鋼脫氧時不會使鋼水噴賤，使用安全。合金中含Al?10-90％，余量為鈣和不可避免的雜質。在鋁鈣合金中還可以加入鎂和稀土1-10％(質量百分比以下同)中的一種或兩種增加它的脫氧能力。再將鋁鈣合金制成鋁鈣線Φ5-15mm，或Φ15-60mm的棒或塊或粒1-10mm。再將上述鋁鈣合金用鋼板(鐵皮)包入其中，從而提高鋁鈣合金的比重。上述的鐵包鋁鈣中的鋁和鈣成分根據鋼材的需要設定，如果用于高鋁鋼，鋁鈣合金中含鋁就應高些，不但達到脫氧效果，還能滿足鋼中對鋁的要求。鐵包鋁鈣的形狀以及大小也根據生產企業要求制備。鋼板的厚度在0.2-10mm之間，應根據對鐵包鋁鈣比重要求選擇。一般配制鐵包鋁鈣的比重在3.0-4.5g/cm³為宜。比重大鋼板應厚些，比重小鋼板應薄些。

下面通過具體實施例說明本發明。

實施例1，用500KVA的低頻電爐制備鋁鈣合金。總投料300Kg，其中金屬鋁240Kg、金屬鈣60Kg。將爐料投電爐送電熔化，50分鐘爐內溫度達800℃左右，鋁和鈣全部熔化，出爐鑄成Φ40mm棒。將鋁鈣合金棒用2.0mm鋼板做包皮送入包皮機，制Φ42mm、長50mm鐵包鋁鈣。其比重為3.4g/cm³。合金成分：Al79.4％、Ca19.5％、余量為雜質。

實施例2，用630KVA工頻爐制備鋁鈣稀土合金，總投料500Kg、其中金屬鋁190Kg、金屬鈣300Kg。稀土10Kg，將爐料投入電爐送電熔化、40分鐘爐內溫度達800℃左右，鋁鈣稀土全部熔化，出爐鑄成Φ15mm絲。再將鋁鈣稀土合金用2.5mm帶鋼做包皮，用包芯機制成包芯線、再切成50mm是長的段、包裝入庫。合金成分Al37.6％，Ca58.9％，Re1.8％余量為雜質，鋁鈣稀土合金段比重為3.5g/cm³。