[發明專利]一種金屬復合煉鋼脫氧劑

在審

• 申請號: 201310710237.4
• 申請日: 2013-12-22
• 公開（公告）號: CN103740891A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 賈艷樺;柳春;藍麗;阮付賢;農韋健;倪海明
• 申請（專利權）人: 廣西弘耀祥科技有限公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

????本發明屬于煉鋼用脫氧劑技術領域，涉及一種含有Ga、Si、Al、Mn、Fe及稀土RE等元素的金屬復合煉鋼脫氧劑。

背景技術

隨著經濟發展和科技進步，工業上以及日常生活中，對鋼的需求越來越多，對鋼質量的要求也越來越高。因此，除加大煉鋼設備的改進和生產工藝的革新外，加強煉鋼材料脫氧合金的研發也十分重要。因鋼中氧含量的高低直接影響到最終鋼材的質量和性能。高的氧含量會導致在鋼液冷凝過程中，由于碳和氧偏濃聚，將使碳再次發生氧化，使鋼中產生氣泡，而影響到鋼材的質量；另外，氧還會以FeO、Fe₃O₄及其它氧化物形式析出，分布于晶界表面上，使鋼的塑性、機械性能下降，并產生熱脆、冷脆，對特殊用途鋼的產品質量帶來一系列的危害。

煉鋼用脫氧劑能夠利用脫氧元素降低鋼液氧含量，主要作用機理是具有與氧強親和力的脫氧元素和鐵水中溶解的氧發生反應，反應得到的產物上浮至渣層中，然后加以除去即可得到純凈的鋼液。現有的脫氧劑主要有硅鋁鋇鈣鐵、硅鈣包芯線、鋁線、鋁錳鐵、鋼芯鋁、電石和碳化硅等。

由于鋁具有脫氧能力強、效率高、夾雜物上浮速度快、殘留于鋼中能細化晶粒等優點，所以鋁作為脫氧劑在煉鋼生產中一直占有重要的角色，但鋁脫氧同樣存在利用率低、成本高及脫氧產物殘留影響鋼材性能等缺點。堿土金屬（Ga、Mg、Ba、Sr等）有很強的化學活性，與氧有很強的親和力，使用含有堿土金屬元素的脫氧劑可以將鋼液中的氧含量降到較低的水平，近些年來的生產實際也表明堿土金屬在降低鋼中氧含量和提高鋼材質量方面發揮了重要作用，越來越受到人們的青睞，不過，堿土金屬應用于鋼液脫氧同樣存在不利因素：大部分堿土金屬蒸汽壓較高，在鐵液中的溶解度較小，這使得堿土金屬的脫氧能力受到限制。復合脫氧是用含有兩種或兩種以上的脫氧元素的鐵合金進行脫氧，其實質是用兩種或兩種以上的脫氧元素同時與鋼液中的溶解氧發生反應，并使他們的脫氧產物彼此結合成復合化合物以降低脫氧產物的活度，同時改變氧的活度系數。復合脫氧時脫氧產物通常是復合化合物，其熔點比純氧化物低，脫氧過程中容易生產液態的脫氧產物，有利于成核、長大，可改善去除脫氧產物的條件。

發明內容

針對現有煉鋼脫氧劑的缺陷，本發明提供一種配方合理的復合脫氧劑及其制備方法，該復合脫氧劑具有脫氧效果好、產品利用率高及生產成本低等優點，可廣泛用于各種煉鋼脫氧工序中。

具體的，本發明采取的技術方案如下：

一種金屬復合煉鋼脫氧劑，包括有Ga、Si、Al、Mn、Fe及稀土元素，其特征在于，以重量百分比計，該脫氧劑的化學成分為：Ga10～30%，Si15～40%，Al20～40%，Mn3～10%，稀土元素1～5%，余量為Fe及不可避免的雜質。

本發明的進一步優選方案是以重量百分比計，該脫氧劑的化學成分為：Ga15～25%，Si25～35%，Al25～35%，Mn3～10%，稀土元素1～5%，余量為Fe及不可避免的雜質。

稀土元素（RE）是化學周期表中的鑭系元素，包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等。本發明采用的稀土元素可以是前述元素中的一種或一種以上組合。通過添加稀土元素，可使剛才的晶粒細化，提高鋼材的機械性能。

本發明提供的金屬復合煉鋼脫氧劑的制備方法，可以采用粉末冶金技術，將各組分原料粉末混合放入熔爐中熔煉，待原料充分混合后通過模具在高壓條件下壓制成一定形態的合金。也可由上述組分的中間合金熔煉制成，對其所采用的生產方法無特別限制。

與現有用于煉鋼脫氧劑的復合合金相比，本發明采用科學合理的元素組成，結合堿土金屬Ga和金屬Al的強脫氧能力，具有很好的除氧除雜能力，使用方便，且形成的AL₂O₃夾雜物明顯減少，防止鑄水口結瘤。同時，由于添加了稀土元素，促進鋼的結晶組織變性，提高了鋼的塑性和韌性。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明，本實施例僅是對本發明作更清楚的說明，而不是對本發明的限制。

實施例1

本發明的金屬復合煉鋼脫氧劑的原料配方（重量%）為：金屬鈣30%、工業硅25%、金屬鋁30%、莫來石5%、原錳礦石（Mn≥40%）5%、混合稀土5%。