[发明专利]一种微碳低硫高铝无铁铝钙合金脱氧剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种微碳低硫高铝无铁铝钙合金脱氧剂及其制备方法和应用，属于冶金技术领域。按重量百分比计，该铝钙合金脱氧剂化学成分为：Al 70～95％，Ca 5～30％，C≤0.02％，S≤0.02％，余量为不可避免的杂质。该脱氧剂制备方法为：将纯铝锭和金属钙按照所述铝钙合金脱氧剂化学成分称重后，加入到电阻熔化炉内熔化制成铝钙合金液；浇注入连铸机内并经冷却成型制成所述铝钙合金脱氧剂。该脱氧剂能将脱氧产物Al₂O₃全部或绝大部分转化为低融点(1400℃)的钙铝硅酸盐(7Al₂O₃·12CaO)上浮于钢水表面而除去，从而最大限度地降低了Al₂O₃有害影响，显著提高钢的质量。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种微碳低硫高铝无铁铝钙合金脱氧剂及其制备方法和应用。

背景技术

进入二十世纪以来，我国炼钢工艺发生了根本性变化，而且后续加工也不断延伸，形成了铁水预处理→顶底复吹转炉炼钢→LF、RH精炼→连铸→热轧→冷轧→镀锌→涂层一条完整的工艺路线。与此同时，深冲钢、超深冲钢(如汽车表面板钢、集装箱钢等)品种所占比重也越来越大。

针对冶炼用于生产薄规格冷轧深冲产品的低硅、低碳铝镇静钢，目前大都沿用金属铝(或铝铁合金)作脱氧剂。众所周知，铝脱氧剂的脱氧产物Al₂O₃存在两个害处：一是由于Al₂O₃熔点高(2050℃)，在炼钢温度下呈固相，相互润湿性极差，不易凝聚长大，在钢水中不易上浮而除去，连铸时易粘附在水口上，形成结瘤，导致水口堵塞，对连铸极为不利；二是在钢中形成Al₂O₃夹杂物，这种夹杂物呈链状或串状结构，具有不可塑性，会降低钢的韧性，影响加工性能。为此，人们一直在寻求能够减低Al₂O₃脱氧产物有害影响的技术措施。

因为钙与氧的亲和力很强，钙和氧反应后形成的CaO可与铝脱氧产物Al₂O₃进一步形成低熔点(1400℃)的钙铝酸盐。后者在炼钢温度下呈液相，相互润湿性好，能较快凝聚长大、上浮而除去，从而可降低钢中Al₂O₃夹杂和减轻连铸时水口结瘤现象。正是根据钙的这些特点，人们在生产低硅、低碳铝镇静钢时采取了先用铝脱氧，然后在精炼后期再喂钙的所谓钙处理技术，对Al₂O₃夹杂进行变性处理。然而，这实际上是一种“先污染后治理”的办法，即麻烦，又不经济；同时，由于从精炼结束到浇铸的时间很短，不能保证夹杂物有充足的上浮时间，故这一技术即使能减少水口结瘤，但钢中Al₂O₃夹杂数量却难以降到理想状态。

为了克服上述钙处理技术的缺点，人们一直在探索将钙直接加入脱氧剂中的新技术。ZL200710012123.7公开了一种用于炼钢脱氧的高钙无硅铝钙铁合金及其制备方法。该合金组分(重量百分比)为Ca 18～25％,Al:Ca＝1～1.3:1,Fe余量。其制备方法是用工频感应电炉(或中频炉)工艺熔炼制成。从合金组分看出Ca含量为18～25％，Al含量按1.3倍最高值计算为23.4～32.5％，Ca+Al主成分含量为41.4～57.5％，Fe为42.5～58.6％，合金中含有的这部分Fe元素是从加入电炉中的废钢边角料中获得的，这部分废钢中含有C、S，是导致合金中C、S含量较高的主要因素，合金中C、S含量高对钢的质量有不利影响。该合金中主成分含量相对来说还是低了一些，也就是说，不能最大限度降低脱氧产物Al₂O₃的有害影响，达不到理想的脱氧效果。因此对于冶炼低硅、低碳铝镇静钢，探求一种能最大限度地降低脱氧产物Al₂O₃有害影响的微碳低硫高铝无铁铝钙合金脱氧剂是急需解决的问题。