[发明专利]一种碳素合金结构钢用复合脱氧剂及制备方法

说明书

一种炭素合金结构钢用复合脱氧剂，成分包括Mn 10wt％，Si 4wt％，Sr 3wt％，CaC2 2wt％，Nb 10wt％Ni 5wt％，Cr 2wt％，Ce 0.5wt％，SiC 10wt％，Ti 0.3wt％，Fe 50wt％，余量为不可避免杂质；本发明采用水雾化法制备得稀土复合脱氧剂，改善颗粒合金不均匀的缺点，提高了喷射时球形度；本发明通过智能化设备精密控制冷却速度，避免目前单质铝进行钢水终脱氧，使钢锭易产生纵裂等问题；本发明加入了稀土元素成分，降低了合金熔点、提高了融化金属表面的亲润性。

技术领域

本发明涉及钢用脱氧剂及其制备。

背景技术

目前中炭素合金(含炭0.35-0.6％)结构钢锭的生产是用电弧炉将原材料熔炼成钢水，再加单质铝进行钢水终脱氧，最后浇注到锭模内，待钢凝固后，立即脱模，进缓冷坑或埋砂缓冷成型。例如中国申请的专利CN101153352A公开了一种固镕铝铁合金脱氧剂通过采用铝铁为组分，在铝铁中添加了钛而制成的脱氧剂由于钢水采用铝进行终脱氧，结果在钢锭内会生产ALN，呈现在珠光体晶界周边较薄网状的铁素体内，因其具有脆性，且强度低、塑性差，而无法承受钢锭在缓冷过程中因冷却不均所造成的相变(650℃左右)及热应力，使钢锭易产生纵裂；例如中国申请的专利CN107653357A，通过对稀土复合脱氧剂粉料配方，以及中频熔炼、水雾化参数、分选过筛等参数综合调节，实现稀土复合脱氧剂粉料，但是和传统合金脱氧的效果相差不大，脱氧效果一般。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳素合金结构钢用复合脱氧剂及制备方法，通过将稀有复合脱氧剂粉料为配方，替代单质铝对中炭素合金结构钢锭进行终脱氧，成为一种效果好的复合脱氧剂。

为了实现上述目的，本发明提供一下技术方案：

一种炭素合金结构钢用复合脱氧剂，该脱氧剂的成分包括Mn 10wt％，Si 4wt％，Sr 3wt％，CaC2 2wt％，Nb 10wt％Ni 5wt％，Cr 2wt％，Ce 0.5wt％，SiC 10wt％，Ti0.3wt％，Fe 50wt％，余量为不可避免杂质。

进一步的，钢水终脱氧时复合脱氧剂的加入量为钢水总量的6wt％。

进一步的，一种碳素合金结构钢用复合脱氧剂的制备方法包括以下步骤：

(1)原料配置：称取原材料Mn 10wt％、Si 4wt％、Sr 3wt％、Nb 10wt％、Ni 5wt％、Cr 2wt％、Ce 0.5wt％和Ti 1wt％并充分混匀；

(2)中频熔炼：先将Fe 50wt％放入中频炉中进行熔炼，当完全融化后加入步骤(1)中的混合物，待混合物完全融化后加入SiC 10wt％，待SiC 10wt％完全融化后加入CaC₂2wt％，熔炼过程温度控制为1180～1280℃，保温时间为80～120min；

(3)雾化制粉：熔炼后进行水雾化制粉，雾化过程中喷射顶角为33～35°，漏包孔径为3～5mm，雾化压为23～25Mpa；

(4)分选过筛：将水雾化处理后制得的粉料，经金属筛网处理，颗粒控制范围在80～200mm之间，即得到均匀的复合脱氧剂粉料。

进一步的，加入复合脱氧剂熔炼中炭素合金结构的钢锭后，冷却速度控制为3℃/min。

本发明的有益效果如下：(1)本发明采用水雾化法制备得稀土复合脱氧剂，改善颗粒合金不均匀的缺点，提高了喷射时球形度，由于球形颗粒表面积最大，具有高球度、高颗粒分散的脱氧剂有助于提高熔炼钢锭时的脱氧效率，从而降低钢水中氧含量；(2)本发明通过智能化设备精密控制冷却速度，避免目前单质铝进行钢水终脱氧，使钢锭易产生纵裂等问题；(3)本发明加入了稀土元素成分，降低了合金熔点、提高了融化金属表面的亲润性。

具体实施方式

实施例，一种碳素合金结构钢用复合脱氧剂。