[发明专利]用于炼钢脱氧及合金化的锰系多元复合脱氧剂

说明书

本发明涉及炼钢用脱氧及合金化的锰系多元复合脱氧剂。适用于各种炼钢方法所生产的绝大部分钢种，例如碳素钢、合金钢、合金工具钢等。

炼钢传统的脱氧合金化工艺，是采用硅铁、锰铁、硅锰合金等进行予脱氧，然后用铝进行终脱氧。由于铝的价格昂贵，其脱氧产物(Al2O3等)在钢液中不易上浮去除，同时铝的比重轻、熔点低，所以加入困难、损耗大，这样不可避免地造成炼钢成本升高，质量不稳定等问题。近年来，虽然研制出多种复合脱氧剂(如硅铝铁、硅铝钡铁等合金)用于终脱氧。虽然脱氧效果有所提高，但其制造成本较高、脱氧工艺繁琐的问题还是未能很好解决，对降低炼钢工序成本的效果不明显，质量也不易保证。

本发明的目的在于提供一种炼钢予脱氧、终脱氧及合金化一次完成，其脱氧产物易于上浮去除，合金元素回收率稳定，脱氧效果明显。适合连铸要求的复合脱氧剂，由于该合全生产成本低廉，适用性广，从而达到简化炼钢工艺，降低炼钢成本，节约合金资源的目的。

基于上述发明目的，本发明脱氧剂的的具体化学成份为(重量％)：Mn60-68，Si 13-20，Al 0.3-1.98，C≤2.5，P≤0.25，S≤0.04，余为Fe。

对于炼钢领域中的绝大多数钢品种来说，锰作为一种脱氧和合金化的重要元素而得到广泛应用，故有“无锰不成钢”的说法。本发明新提供的锰系多元复合脱氧剂的主要化学成分为锰元素，与其它复合脱氧剂相比，其主要特点：1、炼钢予脱氧、终脱氧、锰合金化一次性完成，不用另外加入锰铁等锰系合金，简化了炼钢生产工艺。2、该合金制造工艺简单，生产成本低廉。3、合金比重大，熔点低，且属多元复合脱氧，其脱氧效果明显，合金回收率稳定。4、适用性广，适用于大部分钢种的生产。

本发明的锰系多元复合脱氧剂中的铝含量，是根据炼钢冶炼钢种和含锰量的多少进行配制。考虑到大部分钢种的使用及合金生产的经济性，其Al含量在0.5-3％之间，既可满足使用要求又具有经济性。对于一些低碳碳素钢等钢种，AI含量可调至3-7％之间，本发明中虽含Al元素，但不是完全用金属铝重熔而成。而是主要通过矿热炉生产工艺(原料配比，渣系选择及熔炼温度等参数的控制)直接制取，节约了铝资源而更具经济性。硅在该发明中和铝一样同属强脱氧元素，其脱氧能力比铝弱但比锰强。同时，由于Mn的存在，更能提高Si、Al两元素的脱氧能力，Si含量在13-20％(重量％)之间，Al含量高，则Si含量取上限；反之，Al含量低，Si含量则取下限。

本发明合金可采用矿热炉生产法或重熔生产法，具体为将原料按比例配备放在矿热炉中还原冶炼制成，所用原料主要有锰矿石、富锰渣、硅石、铝矾土、白云石、萤石、石灰等，还原剂为煤或焦碳，吨耗电约为5000KW.h/T。

与现有技术相比，本发明锰系多元复合脱氧剂的优点在于：炼钢予脱氧、终脱氧及合金化一次完成，其脱氧产物易于上浮去除，合金元素回收率稳定，使用本发明在15t转炉中冶炼20MnSi镇静钢，与原工艺使用硅锰合金及硅铝钡铁合全脱氧相比，其脱氧效果略高于原工艺。其Mn收得率提高2％，Si收得率提高5％。成品钢成分、产品性能均达到国家标准。同时简化了炼钢操作工艺，更利于炼钢生产管理，降低了炼钢成本，节约合金资源。

实施例

根据本发明的锰系多元复合脱氧剂的化学成分，配制了三批本发明脱氧剂，其化学成分见表1。使用配制的三批本发明脱氧剂合金在15t转炉冶炼三炉20MnSi镇静钢，其脱氧剂的用量及三炉钢的技术指标见表2。

所生产的钢液顺利地在120×120小方坯连铸机上浇铸成功。

实施例制备的脱氧剂合金已在15t转炉炼钢生产中批量使用，其使用效果达到预期目的。表1锰系多元复合脱氧剂化学成分(重量％)

表2 实施例三炉钢的技术指标及脱氧剂的加入量