[发明专利]一种稀土铝锰钛铁合金

说明书

技术领域：

本发明涉及一种稀土铝锰钛铁合金，属于钢铁冶金领域，尤其涉及到高洁净钢的冶炼工艺。

背景技术：

高洁净钢冶炼任务之一是将钢中所含有的大量杂质(如：氧、硫、磷、氢、氮等元素及各种夹杂物)经济、高效地去除，在这些任务中脱氧和氧化物夹杂的去除最为重要；同时在冶炼过程中为了满足钢的特定使用性能，钢中通常含有一定量的锰元素，为此要在冶炼过程中加入含锰合金。

常规的脱氧剂包含有金属铝、硅铁、锰铁等。其中金属铝脱氧能力最强，硅铁次之，而锰铁是弱脱氧剂，主要是起到合金化的作用。因此，在高洁净低氧钢中，铝脱氧工艺广泛被炼钢工作者所采用。但由于纯铝相对于钢液来讲比重较轻，在加入钢液后容易上浮，所以收得率较低，同时所生成的大量高熔点氧化铝夹杂物(2[Al]+3[O]＝Al2O3_(s))不易从钢液中去除，影响了整体脱氧效率。为了解决纯铝比重轻的缺点，人们开发出了铝铁合金(如：“美国专利Ferro-Aluminum Composite Pig，专利号4921533”；中国专利“用于铝镇静钢脱氧的铝铁合金及其制备方法，专利号ZL94111237.3)，这种铝铁合金通过一定成分的铝、铁比例来达到提高脱氧效果和提高铝收得率的效果。

另一类强脱氧元素，稀土(Ce，La等)，研究已经表明：对钢液具有强烈的脱氧效果，其脱氧能力显著大于铝，同时生成夹杂物颗粒大，在钢液中容易上浮，并且钢中一定量残余固溶稀土的存在对一些高质量钢韧性、耐磨性、耐腐蚀性等重要性能的改善起到独特的冶金效果。尽管稀土这些优越性已经被人们广泛认同，但稀土在炼钢厂使用面临加入困难、收得率不稳定，有时会形成过多的氧化稀土高熔点夹杂物，影响连铸顺行等实际问题。从而限制了企业对稀土应用的积极性。为此，本申请人发明了一种稀土铝铁合金(申请号：200710137484.4)，该合金使用简单、脱氧及去除夹杂物效率高、而且少量残余稀土在改善钢的性能方面能发挥出有益作用。

再从锰元素的角度来看，正如前述，锰在钢中是最广泛的合金元素，同时锰又具有一定的脱氧能力，为此，人们开发出了含锰铝合金新产品(专利号：ZL98120546.1名称：用于炼钢终脱氧和低合金钢的添加剂铝锰钛铁合金)这种铝锰合金一方面起到铝锰复合脱氧及加快夹杂物去除等效果，另一方面能够同时起到锰合金化的作用，在炼钢厂得到了成功使用。但当这种铝锰合金中锰含量较高时，该合金保存时间短，容易粉化(旨块状合金在大气条件下随着时间的延长逐渐变成粉末)，严重影响了使用效果。加入少量钛可以有效的延长保存时间，同时残余钛会有少量微合金效果，这种合金习惯上称为铝锰钛复合合金。

发明内容：

本发明的目的是综合以上已经开发的相关合金的特点，通过优化的成分设计和钢液脱氧实验，提供一种脱氧效果强、功能元素收得率、在钢液中产生的夹杂物颗粒大容易去除的稀土铝锰钛铁合金。

本发明的稀土铝锰钛铁合金的成分范围为：

Al 20～70wt％、  RE0.5～50wt％、  Mn 0.5～30wt％  、Ti 0～10wt％其它残余元素重量不大于3wt％、余量为Fe。

所述RE是稀土 Ce、La中的一种或两种；

所述其它残余元素是在合金冶炼过程中混入的碳、硫、磷、硅等元素。

以上合金成分特点为：

铝在该合金中主要起到和其它元素复合脱氧作用。当铝含量过低时，脱氧效果明显降低；反之，当铝含量太高时，合金比重太轻，影响了铝的收得率。

稀土在该合金的主要作用为复合脱氧，同时有残余稀土合金化的作用。当稀土含量过低，不能有效地发挥稀土复合脱氧效果；如果过高含量的RE，不仅会导致过多地消耗昂贵的稀土，同时产生大量的高熔点稀土夹杂物，严重影响钢的质量和连铸顺行。

锰在该合金中的作用主要为合金化，同时会有部分夹杂物变性形成铝锰复合夹杂物效果。锰含量过高，会限制该合金对炼钢厂钢种适应性，因为不同的钢种其锰含量均有相应的范围，合金中过高的锰含量会使钢中锰超出标准范围。

钛在该合金中的作用主要是防止合金料的粉化，延长保存期，同时也能起到形成复合夹杂物和少量残余钛合金化的效果。合金中过高的钛会增加成本。

工艺流程为：选料配料-装料-送电-熔化-除渣-浇铸——称量-成品入库

操作步骤：

(1)先加纯铝、稀土按比例制备REAl合金。

(2)再加纯铝、废钢、中低碳锰铁，加热开始熔化，约1个小时由室温升到1050℃。

(3)加入REAl合金熔清后保温3分钟。