一種Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于鋼鐵冶煉脫氧技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于鋼水脫氧的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑及其制備方法，復(fù)合脫氧劑在轉(zhuǎn)爐、電爐出鋼過程中或RH、LF、VD等精煉過程中加入，對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧。該合金由下述重量百分比的組分組成：Si?40～50%、Ca?10～12%、Al?3～4%、Mg?1～1.5%、RE?10～20%，余量為鐵。其制備方法為：1）采用真空爐冶煉，將熔煉爐抽真空并充入保護(hù)氣體；2）爐溫經(jīng)預(yù)熱加入預(yù)熱的中間合金Si-Ca、Al、Si、Fe；3）待爐料熔化后加入預(yù)熱的稀土鎂中間合金，最后加入純稀土元素，熔化后攪拌均勻，攪拌后靜置；4）將鑄型預(yù)熱，進(jìn)行澆注。本發(fā)明專利技術(shù)把易揮發(fā)元素Ca、Mg以中間合金Si-Ca及稀土鎂的形式加入，減少Ca、Mg元素的燒損率，提高該類合金脫氧效果及去除夾雜物能力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于鋼鐵冶煉脫氧
，是一種用于鋼水脫氧的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑及其制備方法。在轉(zhuǎn)爐、電爐出鋼過程中或RH、LF、VD等精煉過程中加入，對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧。
技術(shù)介紹
隨著科技的發(fā)展，工業(yè)上以及日常生活中，對(duì)鋼的需求越來(lái)越多，對(duì)鋼的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，鋼質(zhì)量向純凈化、超純凈化的方向發(fā)展，要求鋼中的有害元素含量及夾雜物的控制越來(lái)越嚴(yán)格，這勢(shì)必對(duì)鋼鐵用脫氧劑等原料的質(zhì)量提出了更高的要求。稀土具有與氧較強(qiáng)的吸附作用，能夠起到凈化鋼液和變質(zhì)夾雜的作用，從而能夠大大提高鋼水的純凈度。目前，金屬鋁作為一種深脫氧劑已在轉(zhuǎn)爐或電爐出鋼過程中普遍使用，其具有良 好的脫氧性能已得到大家的認(rèn)同，脫氧能力強(qiáng)，效率高。目前所使用的脫氧劑有金屬鋁錠、鋁鐵等，但其脫氧后產(chǎn)生的Al2O3固體夾雜物會(huì)大量存在于鋼水中，不易上浮，若在此后的冶煉工藝中不將其去除，不但會(huì)造成連鑄時(shí)水口結(jié)瘤，而且會(huì)促進(jìn)模鑄鋼錠A偏析的形成，更會(huì)降低成品鋼的機(jī)械性能和機(jī)加工性能。為了消除鋼水中Al2O3夾雜物造成的缺陷，近年來(lái)在鋼包中喂入SiCa包芯線或鈣線，使鋼水中Al2O3固體夾雜物在金屬鈣的作用下變成12Ca0 ·7Α1203液相上浮到頂渣中，或使Al2O3不規(guī)則夾雜物變性為球狀?yuàn)A雜物。但是此種方法鈣線利用率低且成本較高。大型鋼錠、鑄件、坯料的內(nèi)部缺陷問題備受科研工作者和企業(yè)界關(guān)注。雖然在脫氧機(jī)理及脫氧產(chǎn)物的去除方面取得很大的進(jìn)展，但還未從根本上消除或減輕。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，有效制備含稀土的復(fù)合脫氧劑，提高合金的利用率，降低鋼中的全氧含量，形成液態(tài)夾雜物，促使夾雜物迅速上浮，解決鋼中純凈性問題。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是一種Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑，按重量百分比計(jì)，其組分和含量如下Si40 50%、Ca 10 12%、Al 3 4%、Mg I L 5%、稀土元素 RE 10 20%，余量為鐵。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑，按重量百分比計(jì)，稀土元素FE優(yōu)選15 18%。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑的制備方法，包括如下步驟I)采用真空爐冶煉，將熔煉爐抽真空至10 20Pa，并充入保護(hù)氣體；2)爐溫加熱至400 500°C，按比例加入預(yù)熱的中間合金Si-Ca和Al、Si、Fe，將爐溫緩慢升溫，升至1400 1600°C ；3)待爐料熔化后，按比例加入預(yù)熱的稀土鎂中間合金，最后按比例加入純稀土元素，熔化后攪拌均勻，攪拌后靜置3 5分鐘；4)將金屬鑄型預(yù)熱200 300°C，待合金液的溫度降至1400 1500°C時(shí)，進(jìn)行澆注，完成制備。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑的制備方法，將熔煉爐抽真空至10 20Pa，保持5 15min后，充入氬氣進(jìn)行熔煉保護(hù)，壓力O. 02 O. 06MPa,并將爐加熱至400 500。。。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑的制備方法，以中間合金硅鈣、稀土鎂和鋁、硅、鐵、稀土元素為原料，加入爐前要預(yù)熱100 200°C，并將其破碎成10 IOOmm的塊狀。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑的制備方法，步驟2)加入中間合金之后，將爐溫按30 50°C /min緩慢升溫，升至1400 1600°C。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑的制備方法，稀土元素RE選用鑭與鈰比例1:2的混合物，鑭與鈰的純度大于99wt%。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑的制備方法，待爐料完全熔化后5 15min，加入預(yù)熱100 200°C的稀土鎂中間合金，稀土鎂的成分為RE 3 6%、Si 30 40%、Mg 3 ·10%、Ca 3 10%、余量Fe ;最后加入純稀土元素，熔化后攪拌均勻，攪拌后靜置3 5min。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑的制備方法，澆注成鋼錠之后，砸成塊狀或制備成絲狀。本專利技術(shù)具有如下有益效果I.本專利技術(shù)工藝設(shè)計(jì)合理,通過加入Si-Ca和稀土鎂中間合金,大大減少了 Ca、Mg等易揮發(fā)元素的燒損率，提高了合金的利用率，成功制備出了復(fù)合脫氧劑，從而大大提高該類合金的脫氧效果及去除夾雜物的能力。2.本專利技術(shù)產(chǎn)品合金元素配比合理，密度小，為3. 6g/cm3 ;熔點(diǎn)低，有利于鋼液合金元素的吸收，脫氧效果好。3.本專利技術(shù)設(shè)計(jì)制備稀土復(fù)合脫氧劑工藝合理，流程簡(jiǎn)單，安全性高，可操作性強(qiáng)，工業(yè)容易實(shí)現(xiàn)。4.采用本專利技術(shù)含稀土的復(fù)合脫氧劑，該脫氧劑是由各種相對(duì)穩(wěn)定的中間合金或單質(zhì)組合構(gòu)成的塊狀組合物，該組合物的組合成分及與鋼中氧結(jié)合形成的低熔點(diǎn)、細(xì)小彌散的夾雜物徹底避免了現(xiàn)有技術(shù)的不足。5.本專利技術(shù)稀土元素、鈣、硅和鋁的配合使用，能起到精煉、脫硫、中和低熔點(diǎn)有害雜質(zhì)的作用，并可以改善鋼的加工性能，可以改善合金的物理化學(xué)性能，并提高合金室溫及高溫機(jī)械性能。附圖說(shuō)明圖I為實(shí)施例I的脫氧劑示意圖。圖2為實(shí)施例2的脫氧劑示意圖。圖3為實(shí)施例3的脫氧劑示意圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑及其制備方法，Si-Ca-Al-Mg-RE復(fù)合脫氧劑由下述重量百分比的組分組成Si 40 50%、Ca 10 12%、A1 3 4%、Mgl_l. 5%、RE 10 20%,余量為鐵,具體步驟如下I)采用真空爐冶煉，將熔煉爐抽真空至10 20Pa，并充入氬氣保護(hù)。2)爐溫加熱至400 500°C，按比例加入預(yù)熱100 200°C的中間合金Si-Ca和Al、Si、Fe等，原料的尺寸為10 IOOmm塊狀，將爐溫按30 50°C /min緩慢升溫，升至1400 1600。。。3)待爐料熔化后按比例加入預(yù)熱100 200°C的稀土鎂中間合金，稀土鎂的成分為RE 3 6%、Si 30 40%、Mg 3 10%、Ca 3 10%、余量Fe。最后按比例加入純稀土元素，熔化后攪拌均勻，攪拌后靜置3 5分鐘。4)將金屬鑄型預(yù)熱200 300°C，待合金液的溫度降至1400 1500°C時(shí)，進(jìn)行澆注，完成制備。 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳述本專利技術(shù)。實(shí)施例I澆注5kg稀土復(fù)合脫氧劑。將熔煉爐抽真空至10Pa，保持5min后，并充入氬氣保護(hù)，氬氣壓力O. 05MPa。爐溫加熱至400。。，加入Si-Ca, Al、Si、Fe等分別為:2300g、171g、916g和163g，同時(shí)預(yù)熱100°C，原料的尺寸為20mm，呈塊狀，將爐溫按30°C /min緩慢升溫，升至1450°C。待爐料熔化后，加入942g稀土鎂中間合金，同時(shí)預(yù)熱100°C，稀土鎂的成分為RE 4%、Si 40%,Mg 8%、Ca3%、余量Fe。最后加入純稀土元素959g (稀土元素RE中，鑭與鈰的重量比例為I :2)，熔化后攪拌均勻，攪拌后靜置3分鐘。將金屬鑄型預(yù)熱200°C，待合金液的溫度降至1480°C時(shí)，進(jìn)行澆注，完成制備。經(jīng)檢驗(yàn)，稀土復(fù)合脫氧劑的成分為Si 45. 5%、Ca 11. 8%、Al 3. 2%, Mg 1. 2%、RE 16. 2%, Fe 17. 9%。本實(shí)施例中，復(fù)合脫氧劑密度為3. 6g/cm3，溶化區(qū)間為1200°C -1400°C。復(fù)合脫氧劑澆注成鋼錠之后，砸成20 30mm塊狀(見圖I)，在轉(zhuǎn)爐、電爐出鋼過程中或RH、LF、VD等精本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種Si？Ca？Al？Mg？RE復(fù)合脫氧劑，其特征在于，按重量百分比計(jì)，其組分和含量如下：Si？40～50%、Ca？10～12%、Al？3～4%、Mg？1～1.5%、稀土元素RE？10～20%，余量為鐵。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高金柱，傅排先，劉宏偉，李殿中，夏立軍，康秀紅，李依依，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：