[发明专利]一种高脱氧率的铝硅锰复合脱氧剂

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种炼钢用复合脱氧剂，具体来说是一种高脱氧率的铝硅锰复合脱氧剂。

背景技术

目前不锈钢冶炼中所用终脱氧剂大多为Fe-Si-Al复合脱氧剂、纯铝脱氧剂或含碱金属的脱氧剂，如Al-Si-Ca合金等。

不锈钢采用含Al高的脱氧剂脱氧，钢水中会产生大量的Al₂O₃、铝酸盐、铝铬和铝镁尖晶石夹杂物，这些硬脆的不变形夹杂物是缩短不锈钢疲劳寿命，降低疲劳强度和表面质量的主要原因。采用高含铝脱氧剂进行终脱氧，由于还原不充分或时间不足，造成还原产物来不及上浮，影响钢水纯净度，会使得钢水质量（夹杂物水平）不符合产品技术要求。同时，采用高含铝脱氧剂进行终脱氧，在连铸过程中常常会因Al₂O₃、CaOAl₂O₃、MgOAl₂O₃及CaS在水口聚集，而产生水口结瘤，即便是经钙处理的低碳铝镇静钢仍然如此。这不仅影响连浇炉数和连铸生产率，影响成材率和生产成本，还易造成铸坯和冷轧薄板的表面缺陷。大量的研究表明，不锈钢、铝镇静钢连铸过程中的水口堵塞都与钢水中的残余铝量有关。降低钢水残铝是减少和防止水口堵塞的重要措施。

对于如Al-Si-Ca等含碱金属的复合脱氧剂，其脱氧能力很强，但碱金属太容易氧化，在脱氧剂的制备上元素的收得率很低，原料消耗太大，而且含碱金属脱氧剂易于吸收空气中的水分而粉化。

采用Al-Si二元脱氧剂，密度低，不易沉入钢液内部，因此脱氧效率较低。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种高脱氧率的铝硅锰复合脱氧剂，所述的这种高脱氧率的铝硅锰复合脱氧剂解决了现有技术中的脱氧剂脱氧效率低的技术问题。

本发明一种高脱氧率的铝硅锰复合脱氧剂，由硅、锰和铝组成，在所述的脱氧剂中，所述的硅的质量百分比为30%~45%，所述的锰的质量百分比为35%~56%，所述的铝的质量百分比为10%~21%。

本发明还提供了上述高脱氧率的铝硅锰复合脱氧剂的制备方法，按照质量百分比称取硅、锰和铝，然后将硅、锰和铝加入电炉中，在电炉内熔炼，熔炼温度为1420~1550℃，然后出炉，铸成块状脱氧剂锭使用。

本发明解决了目前用高铝含量脱氧剂对不锈钢及铝镇静钢等钢种脱氧后，在连铸过程中产生的水口结瘤问题。为了减轻水口结瘤的程度，通常采取的办法是降低复合脱氧剂中铝的含量，但是低铝复合脱氧剂在脱氧效果方面都有降低。本发明的复合脱氧剂，不仅能在脱氧能力上与纯铝脱氧相当，更重要的是还能改变夹杂物类型，降低夹杂物熔点。同时，脱氧剂还有较高的密度。

低铝保证了不锈钢和铝镇静钢脱氧后钢水中不产生独立存在的纯Al₂O₃，同时降低了脱氧产物的熔点，最终提高钢水的可浇性，降低和消除连铸过程水口结瘤和水口堵塞，提高连铸的连浇炉数和连铸生产率，提高连铸成材率，提高铸坯的内在和表面质量。

本发明的Si-Mn-Al脱氧剂的脱氧效果与纯Al脱氧效果相比，差别不大。本脱氧剂密度大致为4600-6400 kg/m³，高密度的脱氧剂容易浸入钢液中，在快速下沉的过程中，直接与钢液内部中的氧发生反应，脱氧时间大大缩短。脱氧产物没有单独的纯Al₂O₃，为复杂化合物，熔点低，颗粒度大，易聚集长大而上浮排除，能有效降低夹杂物含量、减轻水口结瘤程度，提高钢水的纯净度。本发明的脱氧剂熔点低，投入后易于熔化，再加上密度较大，能迅速沉入钢水，并迅速熔化而完成脱氧反应。本发明的脱氧剂在室温下存放不发生粉化，便于储存和运输。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明在减轻炼钢过程中的水口结瘤程度前提下，保证了脱氧剂的脱氧能力，同时改变了脱氧产物的类型，提高了脱氧剂的密度，提高了脱氧的效率。本发明Si-Mn-Al脱氧剂不仅可用于不锈钢的终脱氧，还可用于避免水口堵塞的其他低碳铝镇静钢及硅镇静钢，具有十分广泛的应用前景。

具体实施方式

实施例1

根据本发明方法制备出的Si-Mn-Al复合脱氧剂成分42.07%Si-37.85%Mn -20.08% Al，其他元素限制如表1所示。

表1  脱氧剂中其他元素成分限制