[发明专利]一种稀土铝钙铁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土铝钙铁合金，属于钢铁冶金领域。

背景技术

在钢铁冶炼的过程中，为了保证钢液的洁净，必须去除钢液中的碳、氧等杂质，才能提高钢的质量。炼钢脱氧主要用添加脱氧剂来完成，脱氧剂主要为铝。但同时易二次氧化而产生Al₂O₃夹杂而影响钢的性能，需要在后续的工序中得到有效去除。

为了有效地去除由于大量的铝加入而生成的氧化铝脱氧产物，目前主要采取的办法为：(1)延长真空搅拌时间，促进夹杂物上浮。但这种方法必然会延长精炼时间，增加生产成本和降低产量。(2)铝脱氧后在真空熔池中加入一定成分的渣剂，这种渣剂主要成分为CaO，其作用是能有效地吸附从钢液中上浮到钢液表面的氧化铝夹杂物。这种方法的不足在于：当加入渣剂后，不仅会造成钢液温度损失，同时熔化这些渣剂也需要2～3分钟时间；另外，一旦加入方法不确当也会造成这些渣剂被卷入钢液，对钢液形成污染等现象。(3)对氧化铝夹杂物进行变性。如：在钢液中添加钙元素，使得钢中氧化铝夹杂物结合形成钙铝复合氧化物，尤其是形成如12CaO·7Al₂O₃这种低熔点大颗粒夹杂物，这种夹杂物一方面容易从钢液中上浮去除，另一方面由于其熔点较低，在浇注过程不容易造成水口结瘤，保证浇注顺行。但由于金属钙在炼钢温度下容易气化，因此不容易加入，收得率很低。

除了钙能使氧化铝夹杂物变性以外，近年来，国内外对稀土在钢中夹杂物的改性和变质作用十分重视。但从现有技术来看，稀土合金中稀土的含量较低(0.03～1wt％)，不足以使产生的Al₂O₃夹杂物变性。或者在合金中没有添加有益的钙元素，在改善钢的性能方面得不到理想的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土铝钙铁合金，它可以使钢中的夹杂物变性，生产出高洁净度钢材，尤其是使高深冲性能的低碳低硅板材冶炼工艺得到改进。从而满足高档次汽车、家电等对所用钢板的性能要求。

本发明的另一个目的是提供上述合金的制备方法。

本发明的稀土铝钙铁合金，其成分及其含量为：Al 30～60wt％，Ca 1～10wt％，RE 1～20wt％，C 0～0.08wt％，Si 0～0.5wt％，S 0～0.03wt％，P 0～0.03wt％，不可避免杂质元素总量0.001～1wt％，余量为铁。

本发明的稀土铝钙铁合金中的RE为稀土Ce、La中的一种或两种。

该合金的主要特点为：(1)采用稀土、铝、钙多元素复合脱氧的原理，显著提高了合金对钢液的脱氧效率；(2)脱氧所形成的复合夹杂物容易在钢液中上浮；(3)容易形成低熔点夹杂物，克服由于氧化铝过多造成连铸过程中的水口结瘤现象；(4)合金中的铁、稀土元素显著增加了合金比重，使得添加过程中能快速进入钢液，提高了铝、钙、稀土的脱氧和夹杂物变性效果，提高了合金成分的利用效率；(5)解决了深冲钢RH精炼过程中钙处理和稀土添加方面的难题；(6)含有极低含量的碳、硅等杂质元素，不会对钢液造成增碳，增硅方面的不足；(7)加入方法简单、方便，不易粉化，保存时间长。

该产品尤其适合高质量的低碳、低硅，具有优良深冲性能的板材在冶炼中使用，尤其在RH冶炼超低碳钢过程中的应用更具有其独特性。

该合金的制备方法为：利用纯铝锭、稀土、金属钙和低碳优质废钢通过感应炉两步法熔炼工艺制备出符合要求的成品合金。

基本工艺为：首先以纯铝锭、稀土、金属钙为原料利用感应炉熔化和混合制备出一定成分的稀土铝钙初始合金，这是第一步。然后再利用优质废钢和铝锭为原料在感应炉中熔炼成铝铁母液，再添加在上述第一步中已经制备好的初始稀土铝钙合金，并在感应炉内均匀混合达到最终成分要求，然后浇注成型、冷却后进入产品库。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明。

按照本发明提供的稀土铝钙铁合金在实际钢液中进行脱氧实验，实验在20公斤真空感应炉上完成。