[发明专利]硅铝钙镁合金及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合脱氧剂，尤其涉及一种用于炼钢脱氧用的硅铝钙镁合金及其制备方法，属于冶金领域。

背景技术

“出钢精炼”是现代炼钢生产的重要环节。在氧化性钢液的出钢过程中，添加特定物质，可实现脱氧、脱硫、去除钢中的夹杂物等功能；同时还有利于提高合金收得率。搞好出钢精炼环节，对于减轻炉外精炼负荷，提高钢的内在质量和降低生产成本意义重大。

出钢添加剂的研究，已受到广泛重视。传统的出钢添加剂，多为以石灰、萤石为主的简单合成渣脱硫剂。由于高熔点纯物质进行机械混合而成，合成渣的成渣速度慢、利用率低、钢水温降大，效果不理想。近来有厂家使用多元复合脱氧剂(Si-Al-Ca-Ba等)，或用含一定量电石的合成渣。如专利号为ZL03111473.3的专利公开了一种用于炼钢脱氧和合金化的硅钡钙锰铁合金，该合金可使钢液脱氧和合金化一步完成，同时也具有一定的脱氧和脱硫效果，但该合金在使用中的脱氧和脱硫能力有待提高，所冶炼的钢中存在较多的杂质，钢材的机械性能也有待提高。

为了改进上述缺陷，专利号为200510080307.8的专利公开了一种硅钡钙锰镁铁合金及其制备方法和用途，其是由以下重量百分比的成分组成的：硅20-60％，钡5-35％，钙1-16％，镁1-16％，锰1-50％，余量为铁及不可避免杂质。

然而这些现有的合金虽然在氧化性钢液的预脱氧方面取得了较好的效果，例如改善了氧化物夹杂的去除条件，但不能在脱氧的同时实现对钢液的脱硫，且脱氧速度慢，从而能源消耗较高，并且部分会造成堵口、结瘤等问题，使得产品质量下降，并且合金回收率不高，使得合金消耗量大，成本高。并且现有的合金在下料时会产生较大的烟雾而污染环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种传统合金脱氧剂的最佳替代品，实现脱氧、脱硫、夹杂物去除三者联动反应，产品具有净化钢液、快速脱氧，同时脱硫的特点。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术途径实现的：

一种用于炼钢脱氧的合金，由以下重量百分比的成分组成：硅(Si)1-60％，铝(Al)1-35％，钙(Ca)1-35％，镁(Mg)1-30％，碳化硅(SiC)1-30％，余量为铁及不可避免杂质。

优选为硅(Si)10-30％，铝(Al)5-25％，钙(Ca)5-25％，镁(Mg)3-15％，碳化硅(SiC)5-20％，余量为铁及不可避免杂质。

更优选为硅(Si)22-28％，铝(Al)7-12％，钙(Ca)12-18％，镁(Mg)4-8％，碳化硅(SiC)6-10％，余量为铁及不可避免杂质。

最优选为硅(Si)24-25％，铝(Al)8-9％，钙(Ca)14-15％，镁(Mg)5-6％，碳化硅(SiC)7-8％，余量为铁及不可避免杂质。

所述的不可避免杂质为硫(S)、磷(P)，其重量百分比优选硫≤0.10％，磷≤0.05％。

本发明合金通过调整适当的元素比例，能够降低钢中的自由氧，充分去除钢液中的脱氧夹杂，使残留夹杂变性。

Si是基本的脱氧元素，若其含量低于10％，则该合金的脱氧能力不足，而若其含量高于30％，则使得该合金的比重过小，优选在22-28％。

Al在钢液内下沉过程中可逐渐与氧反应，在脱氧的同时减少了氧化铝的集积，提高铝的收得率。其含量在5-25％，尤其7-12％较为适宜。

Ca是该合金中的强脱氧元素。当其与上述的Si等强碱性化合物复合预熔方式，实现了沉淀脱氧和扩散脱氧的有机结合，彻底改变了传统脱氧剂反应不充分，脱氧产物滞留于钢液中，严重影响钢液的内在质量的问题，同时还实现了夹杂变性。并且Ca可以起到调酸碱的作用。Ca含量低于5％，则该合金的脱氧能力不足，而其含量高于25％，虽然能提高该合金的脱氧能力，但同时也使该合金的生产成本升高，优选在12-18％。

Mg化学活性强，与钢中的氧和硫的结合能力很强，能形成稳定的化合物，其反应浮动大，造渣快，起到了脱氧提速的作用。

在以往的合金中Si含量多则粘度大，而SiC可以用来调整粘度，提高脱氧效果。

本发明的用于炼钢脱氧的合金其制备所用到的原料可选用以下矿石：硅石(SiO₂＞98％)，碳化硅(SiC＞88％)，白云石(MgO＞16％)，高纯镁砂(MgO＞95％)，铝石(Al₂O₃＞85％)，石灰石(或工业石灰)(CaCO₃＞85％)，钢屑(或铁矿粉)等。