CN102181755B - 低钙铝锰铁合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低钙铝锰铁合金及其制备方法，属于炼钢脱氧剂技术领域。该合金的成分重量百分数为：铝Al：30～70％，Mn 2～30％，Ca 1～10％；其它残余元素重量不大于4％，余量为Fe；所述其它残余元素是指在合金冶炼过程中混入的碳、硫、磷、硅元素。制备工艺流程为：选料配料-装料-融化-除渣-浇筑-称量-成品入库。优点在于，实现了脱氧效果强、功能元素收得率高、在钢液中产生的夹杂物颗粒大容易去除的低钙铝锰铁合金，它既是强脱氧剂，又是合金的添加剂，又可当成中间合金使用。
Description
技术领域
本发明属于炼钢脱氧剂技术领域，特别是提供了一种低钙铝锰铁合金及其制备方法。
背景技术
众所周知，氧在固态铁中溶解度很小，最终形成氧化物夹杂，会降低钢材的机械性能，特别是钢的疲劳强度和冲击韧性，对钢的切削加工性能和焊接性能不利。目前使用的各种炼钢复合脱氧剂基本上都是含有硅的复合铁合金。因此只能用于镇静钢的终脱氧。沸腾钢的脱氧仍是采用铝制成的铝饼、铝环等作为脱氧剂。金属铝是强脱氧剂，铝与氧有很强的亲和力，在炼钢中有脱氧定氮，细化晶粒，阻抑低碳钢的时效，提高钢的低温韧性等有益作用，被广泛作为终脱氧剂，但铝作为脱氧剂存在以下缺点：(1)铝的比重较轻，当它加入钢水后，在空气和钢渣的作用下，近70％～90％的铝被氧化，收得率较低；(2)Al2O3是主要的氧化物夹杂，这种硬脆性夹杂严重影响铸钢件的力学性能；(3)Al2O3的存在易造成水口结瘤；(4)铝的价格较高，提高了炼钢的成本，影响经济效益。
钙是一种活泼的碱性金属元素。熔点为839℃、沸点为1438℃.外层有二个电子，与氧的亲和力比铝与氧的亲和力强，就是说极易与氧气发生氧化反应，且脱氧能力高于铝。钙的存在提高了铝的脱氧能力，即达到同样脱氧效果时，减少铝在钢液的溶解量---消耗量，同时铝的存在也减少了强氧化剂钙的脱氧消耗和钙的挥发损失，避免二次氧化时产生更多的Al2O3夹杂而堵塞水口。
目前作为复合脱氧剂使用的铝铁合金和铝锰合金都存在易粉化的问题，特别是高温潮湿的季节，几天内就粉化，难以保管。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低钙铝锰铁合金及其制备方法，克服了上述钢液冶炼过程中所使用的脱氧剂的不足，实现了脱氧效果强、功能元素收得率高、在钢液中产生的夹杂物颗粒大容易去除的低钙铝锰铁合金，它既是强脱氧剂，又是合金的添加剂，又可当成中间合金使用。
本发明的低钙铝锰铁合金的成分(均为重量百分数)为：
铝Al：30～70％，Mn 2～30％，Ca 1～10％；其它残余元素重量不大于4％，余量为Fe
所述其它残余元素是指在合金冶炼过程中混入的碳、硫、磷、硅等元素。
本发明的低钙铝锰铁合金的制备方法：
利用铝锭、金属钙、中碳锰铁、角铁为原料在中频感应炉或工频感应炉中制备低钙铝锰铁合金。
配料：原料成分：铝锭(99.7～99.9重量％Al)、金属钙(98～99重量％Ca)、中碳锰铁(75～82重量％Mn，0.7～2重量％C，余量为Fe)、角铁。
工艺流程为：选料配料-装料-融化-除渣-浇筑-称量-成品入库。
操作步骤：
(1)铝锭85～90重量％∶金属钙10～15％的比例加入感应炉中加热35～50分钟，温度保持在750～850℃，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成高铝钙合金。
(2)角铁25～35重量％∶中碳锰铁5～15重量％的比例加入感应炉中加热30～40分钟，温度保持在1550～1650℃，加入50～70重量％制得的高铝钙合金冶炼15～25分钟，关电源，加入2～4重量％的铝锭，自然降温到1050～1150℃出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成低钙铝锰铁合金。
本发明的优点是：
(1)低钙铝锰铁合金的比重比纯Al的比重高3.86，使用方便，脱氧稳定，命中率高，冶炼操作中没有特殊要求，减轻劳动强度。
(2)低钙铝锰铁合金成份选配合理，便于运输和保存，不易粉化。
(3)用低钙铝锰铁合金冶炼的钢种废品少，成本低，效益好。
(4)用低钙铝锰铁合金替代纯AL脱氧，对改变夹杂物形态有显著作用，使夹杂物面积百分数平均值下降38％。单位内面积夹杂物的总个数平均下降39％，夹杂物尺寸分布平均值下降58-63％。
(5)对于冶炼沸腾钢和要求酸熔铝(Als)的钢种，效果更好
具体实施方式
实施例1：
(1)铝锭、金属钙按86％∶14％的比例加入感应炉中加热40分钟，温度保持在840℃，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成高铝钙合金。
(2)角铁50％∶中碳锰铁8％的比例加入感应炉中加热35分钟，温度保持在1600℃，加入40％制得的高铝钙合金冶炼20分钟，关电源，加入2％的铝锭，自然降温到1100℃出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成低钙铝锰铁合金。
制得的低钙铝锰铁合金的化学成分：(均为重量百分数)：
余量为Fe。
实施例2：
(1)铝锭90％∶金属钙10％的比例加入感应炉中加热40分钟，温度保持在850℃，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成高铝钙合金。
(2)角铁10％∶中碳锰铁9％的比例加入感应炉中加热35分钟，温度保持在1580℃，加入78％制得的高铝钙合金冶炼18分钟，关电源，加入3％的铝锭，自然降温到1060℃出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成低钙铝锰铁合金。
制得的低钙铝锰铁合金的化学成分：(均为重量百分数)：
余量为Fe。
Claims (2)
1.一种低钙铝锰铁合金的制备方法，工艺流程为：选料配料-装料-融化-除渣-浇筑-称量-成品入库；其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数为：
(1)铝锭85～90重量％：金属钙10～15重量％的比例加入感应炉中加热35～50分钟，温度保持在750～850℃，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成高铝钙合金；
(2)角铁25～35重量％：中碳锰铁5～15％的比例加入感应炉中加热30～40分钟，温度保持在1550～1650℃，然后加入50～70重量％步骤(1)制得的高铝钙合金冶炼15～25分钟，关电源，再加入2～4重量％的铝锭，自然降温到1050～1150℃出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成低钙铝锰铁合金；
所述的低钙铝锰铁合金的成分重量百分数为：
铝Al：30～70％，Mn 2～30％，Ca 1～10％；其它残余元素重量不大于4％，余量为Fe；所述其它残余元素是指在合金冶炼过程中混入的碳、硫、磷、硅元素。
2.根据权利要求1所述低钙铝锰铁合金的制备方法，其特征在于，所述的铝锭：99.7～99.9％重量Al，金属钙：98～99重量％Ca，中碳锰铁：75～82％重量Mn，0.7～2重量％C，余量为Fe。
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