[發明專利]鈣基三元合金

無效

• 申請號: 96111115.1
• 申請日: 1996-08-03
• 公開（公告）號: CN1060532C
• 公開（公告）日: 2001-01-10
• 發明（設計）人: 張自明;李建強;陳碧蓮;錢友志;鄒宏;藺寶云;曹增志;葉貴勤;韋紀明
• 申請（專利權）人: 國營建中化工總公司
• 主分類號: C22C24/00
• 分類號: C22C24/00;C21C7/06;B22D11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本產品屬堿土金屬合金，作鋼鐵連鑄時的燃燒發熱材料用，還可作復合脫氧劑，用于爐外精煉。

在現有的連鑄生產中，廣為采用一種不用加熱的冷中間包。為提高開澆成功率，保證鋼水不致于在開始流經澆口時冷凝而堵塞澆口，在開澆前，將Si-Ca合金粉灑在中間包的塞棒根部周圍附近，開澆時鋼水將Si-Ca粉引燃，提高澆口的溫度，使開始容易冷凝的鋼水保持較好的流動性。其不足之處在于：(1)Si-Ca粉完全是分散粉末狀，潑灑分散，燃燒不集中，燃燒過程中煙塵大；(2)每次用量大，成本高；(3)發熱量低，引燃后持續時間短(3～5秒鐘)。

后來用Mg-Al環或Mg-Al合金，其主要缺點是：(1)燃燒時光輻射太強，對眼睛刺激太大；(2)熔點燃點低；(3)需要人工套環，操作條件惡劣。針對前二項的缺點，我們搞了Ca-Al環，已申請專利，并授權；(申請號93110941．8，發明名稱為：鈣-鋁引流環生產工藝)。但是第三項缺點仍未克服，且：(1)Ca-Al環系壓制而成，未合金化，存在單質Ca與單質Al，Al粉易于集中，而在煉鋼時，不希望水口處出現這種成“團”的單質Al，從對水口結瘤分析來看，Ca／Al比的改變，對水口結瘤影響很大；(2)熔點、燃點低。

據此我們又試驗了與本產品成份相近的Ca-Al合金塊，其缺點在于：比重小，與鋼水無“親和力”，收得率低；(2)反應激烈；(3)熔點、燃點低。

本產品的首要目的是提供一種發熱劑，而不需要工人冒著高溫去套環，該發熱劑既具備上述各發熱劑的優點，又盡可能克服他們的缺點。

本產品的第二個目的在于提供一種不含Si(有的鋼種對Si要求嚴格)、其它不利雜質也極少的合金。

本產品的第三個目的在于發熱劑密度盡可能大時，與鋼水有“親和力”，容易在鋼水中“燃燒”，收得率高，燃燒集中，持續時間長，燃點適合鋼鐵連鑄要求。

用于連鑄發熱劑的成份為，Ca：50～70％；Al：25～40％，Fe：5～12％，雜質含量不大于1％。

本產品以金屬鈣為基，鈣是煉鋼中使用廣泛的潔凈劑，脫氧脫硫效果都很好，配以燃燒時發熱量很大的鋁，為燃燒時提供了有效的發熱值。鋁還是一種有效的脫氧劑，其脫氧能力比Si、Mn大得多，一般有于終脫氧。所以用在煉鋼中間包的水口處是適宜的。加入鐵的目的是；(1)提高合金密度，提高合金與鋼水之間的“親和力”，使之盡可能在鋼水內部“燃燒”；(2)提高熔點燃點。讓鐵在合金中起“滯燃劑”的作用，避免鋼水未到，已全部“燒光”；(3)調節和抑制反應的激烈程度。因鈣鋁合金在鋼水中反應太劇烈，加鐵是用來抑制其劇烈程度，使之平穩一些；(4)加鐵不引入與煉鋼無關的雜質，同時，鐵在水口處生成FeO·Al₂O₃放出熱量，FeO的生成對降低渣的粘度、促進渣與鋼水的分離、提高鋼的質量有促進作用。

用作復合脫氧劑的成份為：Ca：10～80％；Al：10～80％，Fe：5～50％。

該產品呈φ2～20mm不規則形狀。每包0．5Kg，內用牛皮紙袋、外用聚乙烯袋包裝。每10Kg和每100Kg再襯一聚乙烯袋包裝，充氬，密封包裝于200升的鐵皮包裝桶內。小袋子內層用牛皮紙袋為的是滯燃，且不帶進氫元素而影響鋼水質量。多層密封是避免吸氧，因為該產品吸氧能力特別強。

該產品的破碎不能用鐵器，而只能用非鐵工具。

該產品破碎后可作包芯線，用作爐外精煉的復合脫氧劑。

連鑄時每次用2包該產品，用于水口處代替原來的Si-Ca粉。并與相近組分的Ca-Al合金做了對照試驗。該產品用量少、發熱量大、持續時間長(1分鐘以上)，能“提高”鋼液溫度20℃左右。且不含Si，而使鋼材符合出口標準。投入簡便，無強光輻射。

對于Ca含量的選定，取決于Ca／Al比，在水口處，Ca／Al比不同，將形成不同形式的CaO·Al₂O₃產物。由水口結瘤處的分析可知，結瘤的主要成份是CaO·6Al₂O₃，此成分的熔點在1700℃以上。當Ca／Al比小于0．09時極易結瘤，加大Ca／Al比，鋼液的流動性將得以改善。由鋼渣相圖可知，形成12CaO·7Al₂O₃時，其熔點很低，流動性很好。有結瘤時，也可以通過加Ca而使結瘤轉化。選定Ca為60％考慮了鋼水用鋁線脫氧的殘鋁量和鈣本身的損失，鈣鋁組分在相圖中的位置等因素。