專利名稱：：用于煉鋼的鈣鐵和鋁鈣鐵合金及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于煉鋼脫氧的鈣鐵和鋁鈣鐵合金及其制備方法，屬冶金材料領(lǐng)域。二
背景技術(shù)：
：鈣元素是堿土金屬的一種，相對原子量40.8，密度1.54g/cm3，熔點(diǎn)850°C，沸點(diǎn)1487°C。它不但與氧有極強(qiáng)的親和力，而且與硫、氮都有很強(qiáng)的親合力，所以鈣是一種較為理想脫氧元素。它不僅脫氧能力強(qiáng)，脫氧產(chǎn)物易于上浮，易于排出，而且還能改善鋼的性能，提高鋼的質(zhì)量。但由于它特有比重輕、燃點(diǎn)低的理化性能，不能直接在煉鋼中使用，所以把鈣制成合金，增加其比重和燃點(diǎn)用于煉鋼。如用碳還原法生產(chǎn)的鈣鐵合金，由于它含C高(>8%)和易粉化不能存放的缺點(diǎn)，煉鋼使用受到限制；用重熔法生產(chǎn)的鋁鈣鐵合金，現(xiàn)有的技術(shù)方案有Ca:Al=1.3-1.5，含鈣25-60%(質(zhì)量X以下同)，A1:Ca=1-2:1，含鈣<15%，按這種&:A1和A1:Ca，不能做為煉鋼的通用脫氧劑。對高鋁鋼含A1低，對低鋁鋼含鋁又高了。更為重要的是生產(chǎn)鋁鈣鐵合金鈣熔化(85(TC)時，Ca在有空氣條件下便燃燒，含Ca越高燒損越大，合金中含Ca5X，Ca燒損在30%左右，10%以上時燒損40-70%，而且脫氧合金中只能含Ca5%左右，含Ca再高生產(chǎn)中也難以加入，在煉鋼脫氧起不了Ca應(yīng)有的作用。增加鈣合金生產(chǎn)成本。造成資源的浪費(fèi)。因此現(xiàn)有的重熔法生產(chǎn)的鋁鈣鐵都未能轉(zhuǎn)化使用。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是解決用碳還原法生產(chǎn)的鈣鐵合金含C高和合金粉化問題；用重熔法生產(chǎn)的鋁鈣鐵合金中含鈣低(《5%)和鈣燒損大問題。本發(fā)明提供在阻燃混合氣體保護(hù)下，用封閉電爐重熔法生產(chǎn)鈣鐵合金和鋁鈣鐵合金，增加合金中Ca的含量，減少鈣的燒損。而且合金中各元素含量達(dá)到科學(xué)實(shí)用的原則為目的。重熔法生產(chǎn)的鈣鐵合金的化學(xué)成分Ca20-60X，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。雜質(zhì)中含C在《0.5%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。鋁f丐鐵合金中Al/Ca和Ca/Al不在1_2和1.3_1.5范圍之中，使合金中Al和Ca的含量達(dá)到科學(xué)而又實(shí)用的原則。其鋁鈣鐵化學(xué)成分A115-50%，Ca10-60%余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。所述的在阻燃混合氣體保護(hù)下，用封閉電爐重熔生產(chǎn)鈣鐵、鋁鈣鐵，阻燃?xì)怏w中含有l(wèi)，l，l，2，3，3，3-七氟丙烷(HFC-227ea)或1，1，1，2_四氟乙烷(HFC-134ea)0.01-6X的體積百分比(以下同)，余量為為N2、C02、Ar氣體或壓縮空氣中的一種或多種混合氣體。阻燃?xì)怏w含量和流量根據(jù)合金中Ca含量而配制。鈣含量越高，含阻燃?xì)怏w越多。本技術(shù)方案與現(xiàn)有的技術(shù)方案比，Ca的燒損在1-5%，降低含鈣脫氧合金的生產(chǎn)成本，而且脫氧合金含Ca高低不受限制。在鈣鐵、鋁鈣鐵合金中還可以加0.5-2X的Mg，做為鈣鋁元素的脫氧促進(jìn)劑。四、本發(fā)明的具體實(shí)施方法先將金屬鈣、金屬鋁、廢鋼按脫氧合金成分要求配制原料，投入封閉電爐(市場有售)中，蓋上封閉蓋。再將HFC-227ea或HFC-134ea氣體和干澡的N2、C02、Ar、壓縮空氣等氣體中一種或多種按其體積配比在混合氣體罐儲備。電爐送電后爐內(nèi)溫度在300-40(TC時，用氣泵將阻燃混合氣體由封閉電爐蓋上的注氣閥注入，直至熔煉結(jié)束。在封閉電爐蓋有兩個氣閥，一個是注氣閥，一個是排氣閥，注氣閥是用于控制阻燃混合氣體的用量和流量。排氣閥控制爐內(nèi)氣壓和排出原爐內(nèi)的空氣，因空氣比混合氣體比重輕，注入混合氣體時，原爐內(nèi)的空氣自然排出。注氣和排氣閥按流量表和壓力表計算。下面通過具體實(shí)施例說明本發(fā)明。實(shí)施例1在封閉感應(yīng)電爐中熔煉鈣鐵合金。合金化學(xué)成分Ca20%，Mg1%余量為鐵和雜質(zhì)。電爐容量為500kg。先將100kg金屬鈣和5kg金屬鎂投入爐內(nèi)，再投入廢鋼395kg，蓋好爐蓋。送電10-15分鐘后，爐內(nèi)溫度在35(TC左右時，用氣泵注阻燃混合氣體?；旌蠚怏w中含O.2%(體積)HFC-227ea，余量為N2，混合氣體注量分鐘2L。1小時左右爐溫在1250°C爐內(nèi)合金料全部化合后出爐。由于保護(hù)氣體在鈣鐵合金表面形成良好的保護(hù)膜，沒有發(fā)生鈣的燃燒現(xiàn)象。其合金成分Ca18.52%，Mg0.9%，F(xiàn)e80.02%，C0.31%，S0.02%、P0.02%。Ca的火耗僅為1.48%。同樣合金成分不用氣體保護(hù)時，鈣鐵合金中含鈣只有10.15%，Ca火耗9.85%。同樣的方法制造f丐鐵合金，其中含Ca20-25%、25-30%、30-35%、35-40%、45-50%、55-60%，Mg0.5-2%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。含Ca>40%時，在爐中加上氯化鈣、氧化鈣、氧化鋁等一種或多種做覆蓋劑，起雙重保護(hù)，免得出爐時Ca燒損。某鋼廠生產(chǎn)汽車板鋼，在精煉時為除去鋼液中八1203夾雜，在精煉爐中射入0.5kg/t鋼SiCa包芯線。而且用本產(chǎn)品0.5kg/t鋼，鋼中八1203夾雜比原工藝降低6.10%。而且噸鋼降低生產(chǎn)成本O.80元。實(shí)施例2在封閉感應(yīng)電爐中熔煉鋁f丐鐵合金，合金成分Ca10%、Al40%，余量為鐵和雜質(zhì)。電爐容量500kg，先將金屬鈣50kg，金屬鋁200kg，金屬鎂5kg，廢鋼245kg投入爐中，蓋好爐蓋，送電10-15分鐘，爐內(nèi)溫度在30(TC左右，用氣泵注入阻燃混合氣體。阻燃混合氣體中含2%的HFC-134ea，余量為干燥的C02的混合保護(hù)氣?；旌蠚怏w流量為0.9L/分鐘，50分鐘爐內(nèi)溫度120(TC左右，合金料合部熔化出爐。其合金成分Ca8.63%，A139.81%，Mg1.10%，F(xiàn)e49.08%，CO.3%，S0.02%、P0.02%。由于阻燃?xì)怏w保護(hù)Ca的燒損僅有1.37%，同時Al的燒損也下降1%。同樣方法制造鋁^鐵合金，其成分Ca15_20%、A140-50%，余量為Fe。Ca20-25%、A130-35%，余量為Fe。Ca30-35%、A120-30%，余量為Fe。Al與Ca配比時，不在Al/Cal-2范圍之內(nèi)。某鋼廠在200t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)SS400鋼，每爐加入450kg本產(chǎn)品，經(jīng)檢測鋼的性能如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3在封閉感應(yīng)電爐中熔煉鈣鋁合金。合金成分Ca30%、Al15%，余量為Fe和雜質(zhì)。電爐容量500kg。先將金屬鈣150kg，金屬鋁75kg，廢鋼275kg，其工藝同實(shí)施2。所不同的是混合氣體中含HFC-227ea5%，N220%余量為干燥壓縮空氣?；旌蠚怏w每分鐘流量為1.0L。其合金成分Ca28.17%，A114.98%，F(xiàn)e56.42%，C0.35%，SO.02%、P0.02%。Ca的燒損1.83%。通過以上實(shí)施例說明，采用含HFC-227ea的阻燃混合氣體進(jìn)行鈣鐵合金和鋁鈣鐵合金熔煉保護(hù)，減少鈣的燒損，而且工藝簡單易行，合金不粉化。權(quán)利要求用于煉鋼脫氧的鈣鐵合金和鋁鈣鐵合金及其制備方法。其技術(shù)特征在于用重熔法在封閉電爐中熔煉鈣鐵合金和鋁鈣鐵合金，熔煉中用阻燃混合氣體加以保護(hù)防止鈣在熔煉中燒損。2.根據(jù)權(quán)利要求l中所述的鈣鐵合金中含Ca20-60%質(zhì)量百分比，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求l中所述的鋁鈣鐵合金中含Ca10-60X質(zhì)量百分比，Al15_50%質(zhì)量百分比，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。Al/Ca#1-2和Ca/Al#1.3_1.5。4.根據(jù)要利要求l中所述的阻燃混合氣體中含有l(wèi)，l，l，2，3，3，3-七氟丙烷或1，1，1，2-四氟乙烷0.01-6%體積百分比，余量為N2、C02、Ar氣體和壓縮空氣中的一種或多種。全文摘要本發(fā)明提供鈣鐵合金和鋁鈣鐵合金用于煉鋼脫氧，并提供熔煉鈣鐵合金和鋁鈣鐵合金時用阻燃混合保護(hù)氣體方法熔煉。所述鈣鐵合金中含鈣20-60％(質(zhì)量％)，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。鋁鈣鐵合金中含Al15-50％，Ca10-60％，余量為鐵為不可避免的雜質(zhì)。但Al/Ca≠1-2，Ca/Al≠1.3-1.5的范圍之內(nèi)調(diào)配鋁與鈣的含量。所述的保氣體中含有0.01-5％(體積％)的1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷或1，1，1，2-四氟乙烷，余量為N2、CO2、Ar氣體和壓縮空氣中的一種或多種。鈣鐵合金、鋁鈣鐵合金用于煉鋼脫氧效果好，提高鋼的質(zhì)量。用阻燃混合保護(hù)氣生產(chǎn)的鈣鐵合金和鋁鈣鐵合金，可增加合金中鈣的含量，而且減少鈣的燒損。具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。文檔編號C21C7/06GK101717841SQ20091024852公開日2010年6月2日申請日期2009年12月18日優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日發(fā)明者謝廷聲申請人:謝廷聲