專利名稱：鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁硅錳合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金技術(shù)，具體涉及一種適用于含錳系列合金鋼，特別是管線鋼冶煉的脫氧·合金添加復(fù)合用的鋁硅錳合金及其制備方法。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，含錳合金鋼系列產(chǎn)品尤其是管線鋼的需用量將日趨增加。管線鋼冶煉的脫氧和合金添加，是制備適用合格鋼材的重要工藝環(huán)節(jié)。而其脫氧，可采用的脫氧劑如鋁鐵，這在已有技術(shù)中取得了明顯效果；而合金添加，可采用硅錳鐵，這也在已有技術(shù)中采用。這種分兩步分別投加脫氧劑和合金添加劑的冶煉工藝，很顯然存在著料倉增加，工藝流程長，爐前管理和操作麻煩，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且由于冶煉時(shí)間延長而影響爐時(shí)產(chǎn)量等不足。而中國專利公開的名稱為“新型多元強(qiáng)復(fù)合脫氧劑、添加劑”，申請?zhí)枮?3103724.7，其合金的作用，是根據(jù)所冶煉的鋼種的不同，而調(diào)整使用不同的合金。一般說當(dāng)用作脫氧劑時(shí)，則鋁含量較高，錳合量較低；而用作合金化劑時(shí)，則錳含量較高，鋁含量較低，這無疑給煉鋼廠帶來了物料管理和使用的不便。
本發(fā)明的目的在于提供一種含鋁量和含錳量相對(duì)較高，且不會(huì)粉化的鋁硅錳合金，以克服已有技術(shù)的不足。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案是它含有鋁、硅、錳、鐵、磷和硫以及不可避免的其它雜質(zhì)，其特征在于，它的重量百分組成(％)是鋁21-40；硅10-20；錳35-54；碳＜1；磷＜0.2；硫＜0.03；鐵余量；本發(fā)明優(yōu)選的重量百分組成(％)是鋁23±2；
硅18±2；錳50±4；碳＜1；磷＜0.2；硫＜0.03；鐵余量；由以上所給出的本發(fā)明的重量百分組成可見，由于提高了它的含鋁量，不但明顯提高了鋼水脫氧效果，且與此同時(shí)，明顯具有以鋁保錳的作用，而有效降減了錳的燒損量；由于鋁、硅、錳所生成的復(fù)合氧化物(渣)的熔點(diǎn)低、顆粒大，易于上浮除渣，而有利于凈化鋼水；由于本發(fā)明的鋁硅錳合金的質(zhì)量(比重)大，易進(jìn)入鋼水，不易燒損，而鋁、硅的利用率高，錳的收得率高；由于在鋼水冶煉時(shí)，可以一步投加，而節(jié)減了料倉，簡化了工藝，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了冶煉時(shí)間，提高了爐時(shí)產(chǎn)量。與已有技術(shù)相比，它所具有的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，是顯而易見的。
本發(fā)明的制備方法，必須有效解決鋁硅錳合金的粉化問題，以期滿足鋼水冶煉的實(shí)際應(yīng)用。本發(fā)明的發(fā)明人充分考慮到當(dāng)含鋁量＞30％，以及其較高的碳含量，是所說合金致成粉化的主要因素。其有關(guān)粉化機(jī)理，在本公司在先申請的專利號(hào)為94111237.3的說明書中，已經(jīng)作了描述。為此，本發(fā)明采取加硅除碳和鑄錠激冷的技術(shù)措施，以解決所說的粉化問題。本發(fā)明制備方法依次按照以下步驟進(jìn)行(1)重熔根據(jù)用料配比稱重將硅錳合金投入中頻爐，升溫至1300-1350℃；(2)除碳根據(jù)用料配比稱重將金屬硅投入第一步所制取的熔液內(nèi)；其化學(xué)反應(yīng)表示式是，成渣除去。
(3)造渣將重量百分組成為30％螢石粉和70％工業(yè)食鹽的造渣料，投入第二步所制取的熔液內(nèi)，經(jīng)充分?jǐn)嚢璩?4)加鋁根據(jù)用料配比稱重將金屬鋁投入第三步所制取的除渣熔液內(nèi)，升溫至1350±5℃；(5)鑄錠將第四步所制取熔液快速鑄入鐵模，鑄錠全程時(shí)間＜8分鐘；(6)冷卻快速冷卻，至鑄錠敞開表面呈桔紅色(＜900℃)時(shí)脫模空冷。
而所說的硅錳合金的含硅量＞16％，含錳量＞66％，而所說的金屬硅的含硅量＞99％，所說的金屬鋁的含鋁量＞99.9％。
而所說的鑄錠用鐵模的壁厚≥2cm，以期鑄模具有足夠的熱容量和散熱面積。
而所說的冷卻步驟還采用吹風(fēng)激冷，以期實(shí)現(xiàn)夏季高溫季節(jié)的快速冷卻。
當(dāng)然，在所說的制備方法的第二步除碳步驟，還可以采取投加含鈦量為95％金屬鈦，或者投加含硼量為20％的硼鐵，來實(shí)現(xiàn)其除碳目的。
本發(fā)明制備方法的典型實(shí)施例是以500Kg中頻爐為例，總投料量為470Kg，且依次按照以下步驟進(jìn)行1、向中頻爐內(nèi)加入含硅量為17％，含錳量為67％的硅錳含金(昆明合金廠生產(chǎn))346Kg，升溫至1350℃重熔。
2、加入含硅量為99％的金屬硅29Kg，除碳。
3、加入30％螢石粉和70％工業(yè)食鹽重量組成的造渣料2Kg，造渣。
4、加入含鋁量為99.99％的金屬鋁95Kg，升溫至1350℃。
5、將第4步所制備的熔液，快速鑄入壁厚為20mm的鐵模內(nèi)，鑄錠。鑄錠全程時(shí)間為5分鐘。
6、控制鋁硅錳合金熔液在鑄模中凝固冷卻速度大于120℃/秒。待鑄錠敞開表面冷卻至桔紅色(＜900℃)時(shí)脫?？绽洹?br> 通過上述步驟，可制備鋁硅錳合金445Kg，其收得率達(dá)到94.6％。所說合金含鋁量為20.3％，含硅量為17.5％，含錳量為50.2％。
若要制備其它不同重量百分組成(％)的鋁硅錳合金，則可以按照所需含量配比，將所需原料稱重，且依次按照所說步驟進(jìn)行即可。而其熔煉溫度、鑄模壁厚、鑄綻全程時(shí)間和脫?？绽錅囟鹊?，均如同典型實(shí)施例。
本發(fā)明鋁硅錳合金，試用于上海寶鋼冶煉管線鋼150爐次的對(duì)比結(jié)果顯示每爐冶煉時(shí)間縮短10-15min；直接生產(chǎn)成本降低3元/噸鋼。若以寶鋼年生產(chǎn)鋁-硅鎮(zhèn)靜鋼500萬噸計(jì)算，每年可節(jié)減生產(chǎn)成本1500萬元；經(jīng)檢測鋼材的純凈度符合標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)指標(biāo)都有顯著提高；所說合金存放3個(gè)月以上不粉化。因而，本發(fā)明鋁硅錳合金，得到了寶鋼首肯，博得了生產(chǎn)一線職工的普遍好評(píng)。
權(quán)利要求
1.一種特別適用于管線鋼鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁硅錳合金，它含有鋁、硅、錳、鐵、磷和硫以及不可避免的其它雜質(zhì)，其特征在于，它的重量百分組成(％)是鋁21-40；硅10-20；錳35-54；碳＜1；磷＜0.2；硫＜0.03；鐵余量；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁錳鐵合金，其特征在于，它的重量百分組成(％)是鋁23±2；硅18±2；錳50±4；碳＜1；磷＜0.2；硫＜0.03；鐵余量；
3.如權(quán)利要求1所述的鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁硅錳合金制備方法，其特征在于，依次按照如下步驟進(jìn)行(1)重熔根據(jù)用料配比稱重將硅錳合金投入中頻爐，升溫至1300-1350℃；(2)除碳根據(jù)用料配比稱重將金屬硅投入第一步所制取的熔液內(nèi)；(3)造渣將重量百分組成為30％螢石粉和70％的工業(yè)食鹽的造渣料，投入第二步所制取的熔液內(nèi)，經(jīng)充分?jǐn)嚢璩?4)加鋁根據(jù)用料配比稱重將金屬鋁投入第三步所制取的除渣熔液內(nèi)，升溫至1350±5℃。(5)鑄錠將第四步所制取的熔液快速鑄入鐵模，鑄錠全程時(shí)間＜8分鐘；(6)冷卻快速冷卻，至鑄錠呈桔紅色(＜900℃)時(shí)脫?？绽?。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁硅錳合金制備方法，其特征在于，所說的硅錳合金的含硅量＞16％，含錳量＞66％，而所說的金屬硅的含硅量＞99％，所說的金屬鋁的含鋁量＞99.9％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁硅錳合金制備方法，其特征在于，所說的鑄錠用鐵模的壁厚≥2cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁硅錳合金制備方法，其特征在于，所說的冷卻步驟還采用吹風(fēng)激冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特別適用于冶煉管線鋼的鋼水脫氧·合金添加復(fù)合用鋁硅錳合金及其制備方法。它的重量百分組成(%)為Al21－40；Si10－20；MN35－54；C<1.0;P<0.2;S<0.03;Fe余量。其制備方法依次按以下步驟進(jìn)行:硅錳合金重熔、加硅除碳、加造渣料造渣、加鋁、鑄錠、冷卻。本發(fā)明與已有技術(shù)相比較,具有錳的燒損小、渣易上浮,能有效地起到脫氧、合金化和凈化鋼水的復(fù)合作用;且可一次投料,而縮短冶煉時(shí)間,提高爐時(shí)產(chǎn)量,節(jié)減煉鋼成本和制備工藝簡便,成品不會(huì)粉化等特點(diǎn),是目前一種理想的冶煉管線鋼的脫氧·合金添加復(fù)合劑。
文檔編號(hào)C22C35/00GK1320709SQ0110811
公開日2001年11月7日 申請日期2001年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月6日
發(fā)明者梅國平, 徐建民, 章漢云 申請人:江蘇江南鐵合金有限公司