[发明专利]一种钢水脱氧剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢水脱氧剂的制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。

背景技术

随着冶金技术的不断进步以及市场对钢铁产品质量要求的日益提高，一些特殊钢种对钢中非金属夹杂物的数量和形态要求非常严格 。实验表明，当钢中氧

的质量分数由30×10^-6降低至10×10^-6以下时，其接触疲劳寿命可提高近 30 倍，极大改善了钢材的使用性能，因此，如何降低钢中氧的含量，提高钢的纯净度，就显得尤为重要。

目前生产中所用的脱氧剂主要包括锰铁、硅铁、铝等常用脱氧剂以及Al-Mg、Si-Ca-Ba、Si-Al-Fe、Si-Al-Ba-Fe、RE-Al-Fe等复合脱氧剂，有些钢厂还使用合成渣来进行脱氧。其中，铝因为脱氧能力强，使用成本低等原因，仍是目前使用最为广泛的一种脱氧剂，但用铝脱氧有一定的局限性。首先，铝本身的比重较轻，在加入钢液进行脱氧的过程中，容易上浮到钢液表面，造成铝的烧损严重，金属收得率低；其次，由于铝的大量烧损，使得铝脱氧的利用率也低；再次，用铝进行脱氧的脱氧产物Al₂O₃在钢中多呈菱角状分布，不易从钢液中排除，影响钢材的加工和使用性能，恶化钢材质量。

因此，亟待寻找一种脱氧效率高，不影响钢材质量，且具有较高的金属收得率的钢水脱氧剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的脱氧剂利用率低，降低其脱氧效率，同时脱氧后，金属回收率，且恶化了钢材的质量的问题，提供了一种钢水脱氧剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按质量比1:10，将氧化镧和硼粉混合，球磨过筛得球磨粉末，收集球磨粉末并置于模具中，压制得坯料，将坯料置于管式气氛炉中，保温煅烧后静置冷却至室温，破碎并球磨，得改性粉末；

（2）按重量份数计，取100～120份A00铝、3～5份金属锰粉末和0.1～0.5份氯化锰并置于石墨坩埚中，保温熔融得合金熔融体，按质量比1:30，将改性粉末添加至合金熔融体中，搅拌混合10～15min；

（3）待搅拌完成后，升温至1500～1600℃，保温熔融并分段降温处理，保温静置后，停止加热并静置冷却至室温，破碎并球磨过筛，即可制备得一种钢水脱氧剂。

步骤（1）所述的压制条件为，在室温、25～30MPa条件下压制1～2min。

步骤（1）所述的煅烧条件为，在氩气气氛下，按10℃/min升温至1500～1600℃。

步骤（1）所述的过筛目数为500目。

步骤（2）所述的金属锰粉末粒径为200目。

步骤（3）所述的分段降温处理为按10℃/min冷却降温至500℃，保温静置25～30min后，再按5℃/min降温至300℃，保温静置1～2h。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明通过锰和铝复合制备合金材料，密度高，与钢水密度相符，在投入钢中后，上浮速度明显降低，且来不及溶解的合金材料悬浮于钢水内，其上半部可能被炉渣氧化，而下半部仍可继续悬浮于钢水内进行脱氧处理，有效提高金属收得率，同时由于铝锰的同时熔解与脱氧反应，周围形成一个以铝锰铁为中心的富锰区，富锰区的存在不但大大提高了铝活度，降低了对应铝浓度的平衡氧浓度，提高了溶解铝的脱氧能力，而且改变了铝脱氧产物的性质，使铝脱氧反应的自由焓降低，促进脱氧产物的生成、聚合、排除；

（2）本发明通过稀土镧元素的引入，与硼复合添加至钢水中，硼作为优良的脱氧剂，可有效脱氧并使钢水材料在脱氧同时，有效促进钢中晶内针状铁素体的生成，钢液冷却过程中晶内铁素体的异质形核核心促进形核，抑制奥氏体晶粒的长大来细化晶粒，从而提高钢的强韧性，同时可在氧化铝脱氧产物表面形成包覆结构，有效改善菱角形状的脱氧产物产生，有利于脱氧产物的排除，进一步提高钢材的性能。

具体实施方式