[发明专利]钙铁合金及生产制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属钙、金属铝、圆钢在真空状态下冶炼，形成的特定钙铁合金材料，尤其涉及氧含量高，夹杂物多的钢种冶炼，公开了一种钙铁合金及生产制备方法。 

背景技术

该产品主要用于钢铁企业生产DI材过程中，处理钢中夹杂物，使钢水中的夹杂物变性，改善钢的晶粒度、控制钢中夹杂物的形态以及改善的韧性。 

由于钙金属不溶于钢液中，且熔点850℃、沸点低1483℃容易形成钙蒸汽，在钢液内部以气泡形成存在，与钢水中的氧、硫作用形成复合硫化物、钙铝酸盐等夹杂物。脱氧时形成的富氧化钙质点很容易从熔体中分离，若搅拌熔池，它能和其他氧化物融合在一起，很容易把氧铝夹杂物变成钙铝酸盐，夹杂物的溶点大大降低，多数形成液态便于聚合在一起。 

发明内容

本发明针对现有技术中由于钙金属不溶于钢液，熔融时钢水中的氧、硫作用形成复合硫化物、钙铝酸盐等夹杂物，影响了钢的纯净度等缺点，提供了一种在DI材用低铝镇静钢在RH精炼处理过程中，通过真空室向钢水中加入特制的钙铁合金，可以有效的控制钢中夹杂物，使钢水中的夹杂物变性，改善钢的晶粒度、控制钢中夹杂物的形态以及改善钢的韧性，提高钢水洁净度的钙铁合金及生产制备方法。 

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决： 

钙铁合金及生产制备方法，包括以下步骤： 

a.人工配料，按重量铝为20％-36％、钙为22％-38％，余量包括32％的碳废钢，通过人工称重，装炉时，将称好的钢棒放在中频炉中间；将铝和钙放在炉加料器上部； 

b.清扫真空炉，然后放入浇注模，同时检查各真空炉，循环水和电路系统正常后，开启真空泵30-40min，抽取真空感应炉内真空至0mpa以下； 

c.在真空感应炉充入氩气到0mpa以上； 

d.确认各操作系统运行正常，开始送电升温，控制电功率在80KW预热真空感应炉，时间为8-10min； 

e.预热后进行熔炼和高温熔炼，控制真空感应炉电功率在90kw，时间为40-60分钟，钢棒熔化形成熔融的钢水，加入铝，当铝熔化时通过捣料器进行搅拌形成铝铁金属液，然后加入钙，铝、钙随即在高温电磁感应和合成剂作用下均匀的熔合铝钙铁合金； 

f.对熔合后的合金进行烧铸、自然冷却脱模、破碎：烧铸时间为1.5小时，真空炉抽取真空2分钟，然后缓慢将炉内气体排除，直至炉膛内压力为0，开炉吊出模具，然后自然冷却，破碎馐，将取出的合金装桶充氩气。 

其中，金属铝铝含量为95％，金属钙钙含量为98％。合金取出时通过对合金桶内充入氩气的方式实现对合金的保护，防止合金氧化。 

作为优选，所述的步骤e中对熔融的钢水进行真空循环脱气处理。 

作为优选，所述的真空循环脱气处理包括通过真空室向钢水中加入钙铁合金同时搅拌3-5分钟，钢中形成的球状含氧化钙和氧化铝的复合夹杂物。 

作为优选，所述的真空循环脱气处理后，钢中纯氧度含量为12ppm -16.7ppm。通过真空循环脱气处理使得钢中T[O](纯氧度)含量平均为16.7ppm最低为12ppm，明显低于常规工艺钢中T[O]含量，通过真空循环脱气处理，提高了钢水的洁净度。 

作为优选，所述的步骤e中对熔融的钢水进行改变钢水中的夹杂物变性的RH精炼处理，首先进行钢水中的脱氧处理、脱硫待脱氧结束后，加入钙铁合金进一步的深度脱氧。RH精炼用钙铁合金对钢水进行处理，首先进行钢水中的脱氧处理、脱硫待脱氧结束后，加入钙铁合金进一步的深度脱氧。这样可以改变钢水中的夹杂物的变性，使钢水进一步合金化。 

作为优选，所述的步骤e中加入铝的还同时加入镁，铝在前10min先行熔化，此时通过捣料器进行搅拌形成铝铁金属液，待温度升高至800-1000度时镁相继熔化，最后加入钙，铝、镁在高温电磁感应和合成剂作用下均匀的熔合镁铝钙铁合金。 

作为优选，所述的步骤e中钙金属与钢水中的氧、硫作用形成复合硫化物、钙铝酸盐等夹杂物。经过RH处理，使得连铸坯的夹杂物平均密度降低至31.6个/mm²-42.4个/mm²，明显高于常规工艺情况下的平均密度。其夹杂物为钢中形成的球状含氧化钙和氧化铝的复合夹杂物，由于夹杂物的平均尺寸变小，有利于改善钢的性能，提高钢材的承重性。同时，减少夹杂物的尺寸，还有利于改善钢的纯净度，提高溶解钢水中的氧和硫的溶解度。