专利名称：用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及炼钢钢水终脱氧的脱氧剂，尤其是铝镇静钢钢水终脱氧的脱氧剂及其制备方法。
背景技术：
对于高延展性、高冲压性的铝镇静钢冷轧薄板，硅、锰、钛等金属元素以及硫、磷、碳等非金属元素均是有害元素，在其冶炼过程中均需严格控制。为此，这种钢种冶炼过程的终脱氧一般均是采用纯度较高的金属铝。尽管铝是一种优良的脱氧剂，但是由于金属铝密度小，均为钢水的1/3，也远低于熔渣的密度，致使金属铝投入钢水后上浮速度快，熔入钢水的比例较少，并迅速被熔渣或空气中的氧所氧化，导致金属铝的脱氧利用率低；此外，金属铝在钢水中脱氧形成的Al2O3氧化物层也阻隔了金属铝向钢水中的溶解，进一步降低了金属铝的脱氧利用率。据生产实际统计，GCr15的金属铝脱氧利用率仅为42％。从而增加了炼钢终脱氧的金属铝消耗，浪费了宝贵的金属铝，同时也大大降低了炼钢生产的经济效益。
为此国内有些厂家研制出了铝铁合金脱氧剂并已申报了专利，如《用于铝镇静钢脱氧的铝铁合金及其制备方法》(专利号94111237.3)，其中铝含40-50％，铁48-58％，最佳范围是铝含44.5-46.5％，铁51.5-53.5％。杂质碳＜0.05％、硅＜2％、铜＜0.04％，最佳范围是碳＜0.03％，硅＜0.4％，铜＜0.04％。由于制备方法中无脱磷、脱硫步骤，故该专利权人在杂质中省却了磷、硫的含量。
其制备方法依次包括(1)配料，(2)熔炼，(3)浇铸。
熔炼按以下次序的7个步骤进行(1)把钢料投入加热熔炉，进行熔化；(2)加入氧化剂，进行脱碳、脱硅；(3)加入还原剂，进行脱氧、还原氧化铁；(4)加入由萤石粉30％和工业食盐70％重量百分组成的碱性造渣剂，进行造渣；(5)投入铝料；(6)搅拌、除渣；(7)出炉。
其制备方法中没有备料、脱磷、脱硫步骤，故合金中杂质含量高；没有控温出炉步骤，采用自然冷却法降温出炉，每秒钟降温速度达120℃，冷却快，使合金容易开裂、氧化，粉化期短，三个月即粉化。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种杂质含量低、粉化期大于6个月，用于炼钢钢水，尤其是性能优良的铝镇静钢钢水终脱氧的铝铁合金及其制备方法。
本发明目的的实现方式为，用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金，含有铝、铁和少量杂质，各部分的重量百分比分别为铝40-44％ 铁54-59％ 碳＜0.05％硅＜1.0％ 磷＜0.08％硫＜0.05其它杂质 余量。
用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金的制备方法，依次包括有配料、熔炼、浇铸。熔炼包括以下步骤①钢铁料的熔化，②加入氧化剂脱碳、脱硅，加入还原剂，进行脱氧、还原，③加入重量由30％萤石+70％工业食盐的造渣剂造渣，④加铝熔炼，⑤搅拌、除渣，⑥出炉。配料前先备料，备料包括将各种原料准备、切块、烘干或预热。加入氧化剂在脱碳、脱硅的同时脱磷，而后加入脱硫剂脱硫后再加还原剂进行脱氧、还原，搅拌、除渣后控温135℃±20℃出炉。合金加盖浇铸脱模温度低于150℃。
本发明所用的脱碳、脱硅、脱磷氧化剂的组成为(重量百分比)40％氧化铁+5％锰矿+40％石灰+12％CaF2+3％CaCl2；脱硫剂组成为(重量百分比)60％石灰+25％苏打+15％萤石；还原剂是铝铁或纯铝。
本发明铝铁合金中铝的含量为40-44％，为低铝合金，碳、硅、磷、硫杂质少，性能优良。
因熔炼的各种金属原料中含有少量的水与氧化物，熔炼时与金属液接触产生气体引起喷溅，并会混入合金液体内，造成气孔。为解决上述问题，本发明在配料前增加了备料步骤，即将各原料先烘干或预热后再入炉，从而避免了气孔的产生，提高了铝铁合金的性能指标。
本发明制备过程中增加了脱磷、脱硫步骤，能有效脱磷、脱硫，降低了铝铁合金中磷、硫杂质的含量，也解决了P与Al反映形成AlP，常温受潮水解形成PH3气体，导致合金粉化的问题。
本发明铝铁合金出炉温度控制在1350℃±20℃，加盖浇铸脱模温度控制在150℃以下。解决了合金浇铸温度偏高与铸铁冷却速度太快，容易引起合金裂纹与组织疏松，常温受潮水化导致裂纹扩展与剥落，引起合金短期内粉化的问题。
按本发明制备方法制备的铝铁合金性能优良、脱氧能力强、不易粉化，粉化期大于6个月，能广泛用于炼钢尤其是铝镇静钢的终脱氧。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步详述本发明的铝铁合金及其制备方法实施例熔炼设备是0.75吨中频无铁芯感应炉标准容量750Kg。
(1)备料准备废钢、金属铝锭与其它辅助材料，并对大块废钢进行切块与烘干。
(2)配料废钢436Kg，铝锭312Kg。
(3)熔炼按照下列步骤进行①将436Kg废钢投入中频炉，升温至1580-1600℃熔化；②加入11Kg氧化剂进行脱碳、脱硅与脱磷；氧化剂的组成为(重量百分比)40％氧化铁+5％锰矿+40％石灰+12％CaF2+3％CaCl2；③加入7.5Kg脱硫剂进行脱硫，脱硫剂组成为(重量百分比)60％石灰+25％苏打+15％萤石；④加入2Kg铝铁脱氧与还原；⑤加入3Kg组成为30％萤石+70％工业食盐(NaCl)造渣剂进行造渣；⑥加入312Kg金属铝熔炼；⑦人工搅拌，使铝、铁均匀，并捞去浮渣；⑧采用铝铁降温至1350℃±20℃出炉。
(4)浇铸采用加盖浇铸，防止高温氧化。
(5)冷却控制浇铸后模内冷却到150℃以下脱模，以消除脱模快冷引起的裂纹与氧化。
按照上述实施例的配料与熔炼方法制备的铝铁合金的成分(重量百分比)为铝41.0％、铁58.6％、磷含量＜0.05％、碳含量＜0.03％，硫含量＜0.04％，硅含量＜0.3％。抗粉化时间大于6个月。
按照本发明提供的铝铁合金成分范围进行原料配比调整，并按照本发明提出的熔炼方法，便可制备出抗粉化时间长、杂质含量低的不同铝含量的镇静钢终脱氧用铝铁合金。
权利要求
1.用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金，含有铝、铁和少量杂质，其特征在于各部分的重量百分比分别为铝40-44％ 铁54-59％ 碳＜0.05％硅＜1.0％ 磷＜0.08％硫＜0.05其它杂质 余量。
2.权利要求1所述的用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金的制备方法，依次包括有配料、熔炼、浇铸，熔炼包括以下步骤①钢铁料的熔化，②加入氧化剂脱碳、脱硅，加入还原剂，进行脱氧、还原，③加入重量由30％萤石+70％工业食盐的造渣剂造渣，④加铝熔炼，⑤搅拌、除渣，⑥出炉，其特征在于配料前先备料，备料包括将各种原料准备、切块、烘干或预热，加入氧化剂在脱碳、脱硅的同时脱磷，而后加入脱硫剂脱硫后再加还原剂进行脱氧、还原，搅拌、除渣后控温在1350℃±20℃出炉，合金加盖浇铸脱模温度低于150℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于脱碳、脱硅、脱磷氧化剂的组成为(重量百分比)40％氧化铁+5％锰矿+40％石灰+12％CaF2+3％CaCl2，脱硫剂组成为(重量百分比)60％石灰+25％苏打+15％萤石；还原剂是铝铁或纯铝。
全文摘要
用于炼钢钢水终脱氧的铝铁合金及其制备方法，涉及炼钢钢水终脱氧的脱氧剂，尤其是铝镇静钢钢水终脱氧的脱氧剂及其制备方法。铝铁合金的重量百分组成为铝40％－44％，铁54％－59％，和少量杂质。制备方法是备料、配料、熔炼、浇铸和冷却控制。其中熔炼包括有钢铁料熔化、加氧化剂脱碳、脱硅、脱磷，加脱硫剂脱硫，加还原剂脱氧与还原，加造渣剂造渣，加铝熔炼、搅拌、除渣、控温出炉8个步骤。本发明在备料时将各种金属原料在入炉前先预热，在熔炼过程中增加了脱磷、脱硫步骤及控温出炉步骤，熔炼出的铝铁合金具有有害杂质少、脱氧能力强与不易粉化的特点，粉化期大于6个月，能广泛用于炼钢尤其是铝镇静钢终脱氧。
文档编号C21C7/06GK1434134SQ0311860
公开日2003年8月6日 申请日期2003年2月17日 优先权日2003年2月17日
发明者刘和彪 申请人:武汉市青山区北湖特种炉料有限公司