[发明专利]低铝的硅钡钙合金及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢脱氧剂领域，尤其是复合脱氧剂。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，钢铁工业的冶炼工艺也发生了根本变化，原来的脱氧材料已不能适应脱氧效率、钢材的洁净度、生产工艺顺行、降低成本等方面的要求，为此新型脱氧剂的开发迫在眉睫，本发明旨在开发新型高效复合脱氧剂，以节省能源、减少消耗、降低成本。

在炼钢过程中，氧能将钢液氧化成FeO，FeO与钢液中的碳反应，生成CO气泡，冷却后在钢中形成气孔，另外在钢液凝固过程中，FeO因溶解度下降而在钢的晶粒边界处析出，降低了钢的机械性能，所以在炼钢时必须加入脱氧剂，使氧从钢中脱出。钢中的硫和磷也是有害元素，硫在钢中以FeS和Fe的低熔共晶体存在，能使钢产生热脆性，在高温下锻造和轧制时，共晶体熔化，削弱晶间结合力，会使钢产生裂纹；磷在钢中以Fe₃P形式存在，能使钢产生冷脆性，在常温下轧制和加工时会使钢发生断裂。钢中的硫和磷含量一般不得超过0.05％，铝在钢中也是一种严格控制的元素，因铝的熔点高达2050℃，在钢水中呈固态，会导致钢的可浇铸性差，堵水口，使钢材气孔增多，密度降低，可塑性下降。因此选择合适的脱氧材料，执行正确的工艺路线是炼钢重要环节。

以往一般都是用铝脱氧，在精炼时再喂钙对夹杂物进行变性处理，但是由于铝的熔点高，在炼钢温度下呈固态，导致钢中的三氧化二铝夹杂量大，易在浇铸时发生水口堵塞，因而不得不在精炼后期进行喂钙处理以减少水口结瘤，但钢中的夹杂物数量却难以达到理想状态，而且生产工艺复杂。后来钢厂在炼钢时分别投入硅钡、硅铁、硅钙等作为氧化剂，为了简化工艺，用加入硅钡钙合金的方法代替分别加入硅钡、硅钙和硅铁的方法。

传统冶炼硅钡钙合金的方法主要有碳热法、电硅热法、混合法，碳热法是将碳质还原剂和石灰、硅石、重晶石等原料在同一矿热炉内冶炼，此法生产的铁合金杂质及有害成分较高，并夹杂有害氧化物。电硅热法是利用硅质还原剂还原石灰、钡矿得到硅钡钙合金，但在用电硅热法生产铁合金时，电极会使合金增碳，故生产含碳量极低的或纯的金属不能使用电炉。混合法是利用碳质、硅质还原剂还原钙和钡的化合物，而获得硅钡钙合金。上述三种方法虽各有优缺点，但所生产产品杂质含量及有害成分高(铝含量一般都在2％以上，S含量0.055％，P含量大于0.045％，C含量大于0.3％)。

总之，炼钢时必须加入脱氧剂，但目前脱氧剂的生产工艺复杂，劳动强度大，生产成本高，而且杂质含量较高，必须寻找一种杂质含量低，成本低，工艺相对简单的冶炼硅钡钙合金的新方法。

发明内容

本发明的目的为提供一种生产成本低、脱氧效果好、能直接提高钢材质量的低铝的硅钡钙合金的复合冶炼方法。

实现上述发明目的的技术方案如下：

低铝的硅钡钙合金其中各元素重量百分含量为：硅45-60％、钡15-23％、钙3-12％、铝1.5-0.5％、硫0.03-0.007％、磷0.03-0.007％、碳0.2-0.06％、铁余量。

低铝的硅钡钙合金生产工艺，工艺步骤如下(冶炼时加入的各原料都以重量计算)：

(1)先将100份铁屑加入中频或工频炉中加温熔化，再将含钡量25-28％的硅钡合金900份加入中频或工频炉内加热至完全沸腾；

(2)在中频或工频炉中再加入含钙量为28-30％的硅钙合金100份，冶炼至沸腾；

(3)再在中频或工频炉中加入脱铝粉剂30-50份，在沸腾下保持10-20分钟，进行脱铝、硫、磷、碳；

(4)将熔融的金属液体出炉，浇铸成型；

(5)检验入库，精整包装出厂。

所述硅钡合金是由矿热炉冶炼的热硅钡合金液和固体块硅钡合金两种，其中各合金元素重量百分含量为：硅45-55％、钡25-28％，铝1.5-2.0％、硫0.04-0.05％、磷0.04-0.05％、碳0.2-0.3％、铁余量。

所述硅钙合金中各合金元素重量百分含量为：硅50-60％、钙28-30％、铝1.5-2.5％、硫0.04-0.05％、磷0.04-0.05％、碳0.5-1.0％、铁余量。

所述脱铝粉剂由氧化铁16.8％、氟化钙8.3％、氧化钙29.1％和二氧化硅45.8％重量百分比组成。

本发明方案生产的低铝的硅钡钙合金具有以下有益效果：