[发明专利]一种钢液深脱硫、终脱氧和调质用铝钙镁铈复合合金

说明书

技术领域

本发明属于炼钢用铁合金领域，特别涉及到一种钢液深脱硫、终脱氧、微合金化和调质 处理用铝钙镁铈复合合金。

背景技术

随着经济技术的快速发展，对钢材的质量要求不断提高，钢中的氧会严重降低钢的机械 性能，特别是抗疲劳性能，因此，炼钢及精炼过程要进行脱氧处理，一些特殊钢种，如轴承 钢、锚链钢、轨钢等，精炼后钢中氧的活度低于0.001％，且越低越好。钢中的硫对大多数钢 种(易切削钢除外)也都属有害元素，和钢中的氧一样，含硫钢在热加工时易发生“热脆”， 且硫在钢中以硫化物夹杂形式存在，严重降低钢的机械性能和抗腐蚀性能，因此，高级钢要 进行深脱硫处理，超低硫钢的硫含量低于0.001％。

目前，脱氧用合金主要为：(一)硅-锰-铝合金，该类合金的主要不足是最终脱氧程度取 决于钢中溶解铝含量，在有过剩铝的情况下硅和锰的脱氧能力很弱，多余的硅、锰容易使钢 成分超标，特别是某些钢中含硅，会降低钢的韧性；另一不足是为深脱氧，必须存在过剩铝， 脱氧产物为单一的Al₂O₃，不易上浮，留在钢液中形成夹杂，容易堵塞水口和降低钢的性能。 (二)铝-钙合金，该类合金以生成C₁₂A₇(12CaO·7Al₂O₃)为目标，有利于铝脱氧产物的 排出，同时钙也具有较强的脱氧能力，在炼钢中有较广泛应用，该类合金的主要不足是该合 金中只有钙具有脱硫能力，且钙的溶解度有限，所以该合金实现同时深脱氧和深脱硫的能力 不足。为提高脱氧合金的深脱硫和深脱氧能力，有研究提出采用铝-硅或铝-锰为基础，添加 多种碱土元素如镁、锶、钡等，锶为较稀少的碱土金属，价格较昂贵，钡的盐类除硫酸钡以 外多有较强毒性，因此只有镁更适合应用。如中国发明专利(申请号200510047547.8，发明 名称：炼钢用的微低碳低硅、低磷、低硫的铝-镁-钙-铁合金)提出采用铝20-80％，镁5-20％， 钙1-15％的复合合金，该发明具有深脱硫、终脱氧的作用，但该发明存在的不足主要是该 合金中钙、镁虽然同时具有很强的深脱硫、脱氧能力，但由于钙、镁的蒸汽压很高，炼钢温 度下的收得率偏低，使得该合金对钢中夹杂物的钢调质能力不足。中国发明专利(申请号 200610003456.9，发明名称：用于炼钢的钢水精炼变质剂)提出用碱土合金和稀土合金配制 钢水精炼变质剂，采用的组成为：硅30-60％，钡5-25％，稀土1-15％，钙1-15％，铝1-15％， 钛1-6％，该发明以硅为基体，元素钡、钙、铝、钛都有很强的脱硫能力，所以硅的收得率 (滞留在钢液中的比例)最高，因此，对硅含量要求严格的钢种使用该变质剂，会引起硅含 量升高，甚至超标，所以不适合用于冶炼低硅或无硅的钢种，另外，硅脱氧的产物SiO₂，使 得钢包顶渣或覆盖渣的碱度降低，引起钢液回磷、回硫，且合金中较高含量的钡容易引起钡 中毒，含钡的钢渣也容易污染环境。中国发明专利(申请号200610134330.5，发明名称：用 于炼钢的锰基碱土铁合金)提出以锰为基体加入钡、钙、镁、锶等碱土，用于脱氧脱硫和钢 液变质处理，该发明的不足是锰的收得率(滞留在钢液中的比例)最高，易引起锰含量升高， 甚至超标，所以不适合用于冶炼低锰钢种，另外，较高含量的钡容易引起钡中毒，含钡的钢 渣也容易污染环境。

除上述钢液终脱氧合金和钢液微合金化调质处理剂本身存在的不足之外，目前钢液的终 脱氧和微合金化及钢液变质处理多采用不同的合金顺序加入钢包，使得钢液最终脱氧、深脱 硫及合金化变质处理工艺比较繁琐，操作上也比较复杂，容易出现钢液质量的不稳定性，多 次投包加入合金也容易引起钢液吸气量增加。因此，本发明针对目前钢液终脱氧、深脱硫以 及钢液微合金化和变质处理存在的问题，提出采用一种新型复合合金，该复合合金以铝脱氧 为基础，不含有脱氧能力低、收得率高的硅、锰元素，也不含有有毒元素钡，主要包含脱氧 脱硫能力非常强的钙和镁，还含有钢调质处理元素铈和微合金化元素，在预脱氧的钢液精炼 后期加入钢包，同时实现钢液终脱氧、深脱硫以及钢液微合金化和钢调质处理的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型复合合金，该合金不仅具有非常强的脱氧、脱硫能力，还 具有对钢液微合金化和钢调质处理作用，可同时实现钢液终脱氧、深脱硫以及钢液微合金化 和钢调质处理的目的。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：