多元鋁鐵合金脫氧劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明為一種煉鋼脫氧劑及其制備方法，特別涉及一種多元鋁鐵合金脫氧劑及其 制備方法，屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼在冶煉過程中，在冶煉末期，化學成分合格后，在出鋼前，必須添加脫氧劑進行 脫氧，降低鋼的脆性，提高鋼的塑性和強韌性。傳統(tǒng)的方法是用鋁作為脫氧劑。鋁的密度低， 加入鋼鐵熔液中易上浮，脫氧效果較差。鋁鐵脫氧劑的密度高、成本低、脫氧效果好，由此逐 步代替了傳統(tǒng)的鋁脫氧劑。脫氧劑是煉鋼工藝過程中必須加入的一種輔助爐料。當前脫氧 劑種類繁多，最古典的是純鋁，此外還有硅鐵、錳鐵、硅鈣及硅鋁鐵等。出鋼期的終脫氧，多 數(shù)還是插入純鋁或投入硅鋁鐵。目前復合脫氧是一種發(fā)展動向。為了提高鋼液脫氧效果，中 國發(fā)明專利CN1394967公開了一種純鋁鐵復合脫氧劑及其生產(chǎn)工藝，它包括以下重量配比 的組分鋁30-70%，鐵70-30%。其生產(chǎn)工藝步驟是：（1)采用化鋁爐技術(shù)，先將高純度鋁熔 化；（2)將熔化后的鋁溶液澆鑄到圓錐臺狀或梯形臺狀或三角形臺狀模具中成型，繼續(xù)對 模具加熱，使之處于液態(tài)；（3)迅速按比例加入預熱的純鐵粒或鐵條；(4)輕微振動模具，使 鐵?；蜩F條均勻地分散在鋁液中固化后形成鋁鐵組合物，最終使產(chǎn)品比重達到2. 8g/cm3~ 6. 8g/cm3。中國發(fā)明專利CN1434134還公開了用于煉鋼鋼水終脫氧的鋁鐵合金及其制備方 法，涉及煉鋼鋼水終脫氧的脫氧劑，尤其是鋁鎮(zhèn)靜鋼鋼水終脫氧的脫氧劑及其制備方法。鋁 鐵合金的重量百分組成為鋁40-44%，鐵54-59 %和少量雜質(zhì)。制備方法是備料、配料、熔 煉、澆鑄和冷卻控制。其中熔煉包括有鋼鐵料熔化、加氧化劑脫碳、脫硅、脫磷，加脫硫劑脫 硫，加還原劑脫氧與還原，加造渣劑造渣，加鋁熔煉、攪拌、除渣、控溫出爐8個步驟。該發(fā)明 在備料時將各種金屬原料在入爐前先預熱，在熔煉過程中增加了脫磷、脫硫步驟及控溫出 爐步驟，熔煉出的鋁鐵合金具有有害雜質(zhì)少、脫氧能力強與不易粉化的特點，粉化期大于6 個月，能廣泛用于煉鋼尤其是鋁鎮(zhèn)靜鋼終脫氧。中國發(fā)明專利CN1442492還公開了一種錳 鋁復合脫氧劑，是一種用于煉鋼鋼水終脫氧的錳鋁復合脫氧劑。它的具體成份及重量百分 比含量為：鋁2-19 %，錳36-59 %，余量為鐵及其它物質(zhì)，所述的其它物質(zhì)中的碳為< 3 %， 硅< 20%，磷< 1%，硫< 1%。該發(fā)明與氧的親和力大，脫氧能力強。脫氧產(chǎn)物不熔于鋼水 并易于排除，即使呈夾雜物的形式滯留于鋼中時對鋼的性能危害也十分小，對一些鋼種有 細化晶粒的作用。除脫氧外還能降低鋼中的其它雜質(zhì)的含量或減弱其有害影響。中國發(fā)明 專利CN1456689還公開了一種鋁鎂鐵合金脫氧劑，該鋁鎂鐵合金脫氧劑包括有鋁、鎂、鐵元 素，其化學成分（重量％ )為：Al 40~95%，Mg 5~20%，余量為Fe。與現(xiàn)有技術(shù)相比， 該發(fā)明的有益效果是：將鋁、鎂、鐵一起制成合金后，可以直接加入到鋼液中，制備成本低又 易于生產(chǎn)，同時又具有很強的脫硫能力，即提高了鋼材質(zhì)量，又提高了經(jīng)濟效益。中國發(fā)明 專利CN1153217還公開了一種鋁錳硅復合脫氧劑生產(chǎn)工藝，是一種煉鋼過程中所需的添加 劑，其特點是利用貧錳礦在直流電爐中將其冶煉成硅錳合金，即為母合金，再將母合金放入 直流鋼包爐中添入輔料：硅鐵、廢鋼、鋁等，經(jīng)過精煉，即得本發(fā)明所稱的鋁錳硅復合脫氧 劑，該發(fā)明的優(yōu)點是：產(chǎn)品低磷、成分適當、不粉化，在煉鋼中使用本發(fā)明，可減少鋼中夾雜 物總量，而且可控制夾雜物性質(zhì)。中國發(fā)明專利CN1160087還公開了一種稀土鋁錳合金。該 合金中各元素的組分為（重量百分比）：18~28%A1, 25~35%Mn, 0.1~3.0%Xt, 0.5~1.5%Si, 0. 6^2. 0%C, 0. 〇Γ〇. 1%P, 0. 0〇Γ〇. 01%S, 0.02^0. 5%Cu, 0^3. 0%Sb, 26. 89^55. 769%Fe〇 該合金用于替代純鋁為煉鋼脫氧劑的作用，并且具有金屬添加劑、脫硫的作用。能提高改善 鋼的內(nèi)在質(zhì)量，該合金與純鋁脫氧相比，在單位當量鋁相同的情況下，其效果比純鋁提高近 一倍。中國發(fā)明專利CN1030096還公開了一種煉鋼用復合脫氧劑，由硅一錯一鐵三種金屬 成份構(gòu)成，可以取代鋁鐵脫氧劑和純鋁脫氧劑，克服了鋁鐵脫氧劑和純鋁脫氧劑的粉化，燒 損嚴重，鋁鐵金屬結(jié)構(gòu)不合理，鋁消耗量大的缺點，特別適用于冶煉含硅普通鎮(zhèn)靜鋼，含硅 低合金鋼的冶煉過程中的脫氧。中國發(fā)明專利CN1160085還公開了一種用礦石直接生產(chǎn)硅 鋁鋇鈣鐵合金(煉鋼脫氧劑、脫硫劑、變性劑）的方法。采用鋁土礦、石英砂、粘土、重晶石、 煤、紙漿作原料，經(jīng)配料后造球、烘干，然后以48-52V低電壓大電流在礦熱爐中冶煉以獲得 成分為Al :30±2%、Si :20±2%、ba :5±1%、Ca :1±0. 2%、余量為Fe的硅鋁鋇鈣鐵合金。該 發(fā)明工序簡單，生產(chǎn)出的產(chǎn)品成分穩(wěn)定，生產(chǎn)成本比現(xiàn)有技術(shù)的二步法可降低35%，減少設(shè) 備投資近二分之一，減少勞力投入五分之二。中國發(fā)明專利CN1040059煉鋼脫氧劑硅鋁鐵 生產(chǎn)的新方法，該發(fā)明是煉鋼用脫氧劑硅鋁鐵(含Si20-23%，A145~50%)的生產(chǎn)新方法。該 方法是將所用原料按照鋁一硅鐵一生鐵的順序和需要量加入熔煉爐(石墨坩堝或鎂砂玻璃 水打結(jié)坩堝）內(nèi)，使用燃料而不使用電力進行加熱熔煉。待全部爐料熔清后，充分攪拌，溫 度達1075-1150°C時，再加入一定量的強化劑，5-10分鐘后即可澆注為成品硅鋁鐵。中國發(fā) 明專利CN1052901還公開了用堿土金屬生產(chǎn)新型復合脫氧劑硅鋁鋇鐵合金，硅鋁鋇鐵合金 是一種新型的復合脫氧劑。該合金主要用于煉鋼生產(chǎn)的脫氧與合金化。使用該合金脫氧與 合金化，不僅降低鋼中夾雜物總量，改變夾雜物形狀，尺寸和分布提高鋼的質(zhì)量，而且能1:1 的代替硅鋁鐵合金，1:2. 1的代替金屬鋁，可大大降低鋁的使用量，使鋼的生產(chǎn)成本下降。中 國發(fā)明專利CN101555539還公開了一種用于煉鋼生產(chǎn)使用的鋁鈣鐵復合脫氧劑及其制備 方法。其鋁鈣鐵復合脫氧劑化學成分（重量比）為：石灰石粉25~35%，鋁屑35~50%， 釘屑20~30 %，粘土粉0. 3~2 %，工業(yè)淀粉3~8 %，液體水玻璃4~7 %。其制備方法 是：首先將上述原料中的石灰石粉、粘土粉、工業(yè)淀粉預混合均勻制成粉料備用，再按上述 原料按重量的百分比稱量后，先將釘屑和鋁屑加入液體水玻璃，攪拌2~3分鐘后，再加入 經(jīng)過預混合的粉料，經(jīng)過碾輪式混砂機攪拌3~4分鐘后達到充分混合、成型、干燥、包裝。 其優(yōu)點是：脫氧效果好，有效地解決鋼水脫氧時鋁的收率不穩(wěn)定和連鑄中間包水口絮流的 問題，凈化鋼水的作用明顯。中國發(fā)明專利CN101906509A還公開了一種煉鋼用鋁鈣鐵脫氧 劑，該脫氧劑是由金屬鋁粉、金屬鈣粉和金屬鐵粉等粉劑組合構(gòu)成的球形狀的組合物，該組 合物的組合成分及其形狀大小，以及成球后形狀，使得該脫氧劑具備如下特點：金屬鋁粉、 金屬鈣粉及金屬鐵粉壓制成球，制備方法簡便；成品強度高，直接進入鋼廠高位料倉使用； 成品比重大，具備強還原能力，對鋼水脫氧能力強，與同類脫氧劑相比，鋼水總氧含量低；脫 氧產(chǎn)物相互聚積長大，上浮快；鋼中夾雜物含量減少，同時可使夾雜物變性；鋼水澆鑄時流 動性好。中國發(fā)明專利CN102181606A還公開了一種稀土鋁錳鈣鐵合金及其生產(chǎn)方法，該 合金的成分重量百分數(shù)為：鋁Al :40~70%，Mn :5~20%，RE :1~10%，Ca :1~3% ; 其它殘余元素重量不大于5%,余量為Fe ;所述RE是指稀土鋪Ce、鑭La或含有至少Ce、La 中的一種的混合稀土，在混合稀土中Ce、La的含量不少于90% ;所述其它殘余元素是指在 合金冶煉過程中混入的碳、硫、磷、硅元素。制備工藝流程為：選料配料-裝料-融化-除 渣-澆筑-稱量-成品入庫。優(yōu)點在于，實現(xiàn)了脫氧效果強、功能元素收得率高、在鋼液中 產(chǎn)生的夾雜物顆粒大容易去除的稀土鋁錳鈣鐵合金，它既是強脫氧劑，又是合金的添加劑， 又可當成中間合金使用。中國發(fā)明專利CN102181755A還公開了一種低鈣鋁錳鐵合金及其 制備方法，屬于煉鋼脫氧劑技術(shù)領(lǐng)域。該合金的成分重量百分數(shù)為：鋁Al :30~70%，Mn : 2~30 %，Ca : 1~10 % ;其它殘余元素重量不大于4%，余量為Fe ;所述其它殘余元素是指 在合金冶煉過程中混入的碳、硫、磷、硅元素。制備工藝流程為：選料配料-裝料-融化-除 渣-澆筑-稱量-成品入庫。優(yōu)點在于：實現(xiàn)了脫氧效果強、功能元素收得率高、在鋼液中 產(chǎn)生的夾雜物顆粒大容易去除的低鈣鋁錳鐵合金，它既是強脫氧劑，又是合金的添加劑，又 可當成中間合金使用。中國發(fā)明專利CN101054614還公開了鋁錳鐵復合脫氧劑，它包含有 鋁、錳、鐵和不可避免的雜質(zhì)，其重量百分組成是：鋁31~39%，錳1~9%，余量為鐵和雜 質(zhì)。該發(fā)明的鋁錳鐵復合脫氧劑其比重較純鋁、鐵芯鋁和一些鋁含量高的脫氧劑的比重大， 更利于穿透渣層深入鋼液內(nèi)部熔化脫氧，同時脫氧劑中有錳的存在，提高了鋁的熔解度，增 強了脫氧能力，優(yōu)化了脫氧效果；其熔點較高，因此合金燒損少，收得率高；其錳含量低，價 格低廉，可有效降低煉鋼脫氧成本；脫氧產(chǎn)生的低熔點復合脫氧產(chǎn)物較其它脫氧產(chǎn)物更易 于上浮，從而最大限度減少鋼中夾雜物的含量，明顯改善鋼的內(nèi)在質(zhì)量，而且在連鑄中可減 少水口結(jié)瘤的傾向。中國發(fā)明專利CN1693486還公開了一種煉鋼用復合脫氧劑--娃鋁鋇 鈣錳鐵合金及其制備方法，屬于煉鋼技術(shù)