[发明专利]硫、氧和氮含量低的铁-钴-和镍-基合金的生产方法

说明书

本发明涉及高纯度的铁-、钴-或镍-基合金的生产方法，更确切地说，涉及含有选自铁（Fe）、钴（Co）和镍（Ni）所组成的组中的至少一种为主要组分并且硫、氧和氮含量低的合金的生产方法。

众所周知，铁-、钴-、或镍基合金具有优异的机械性质、耐热性和耐腐蚀性。当残余的氧和硫过高时，合金的可加工性变坏，因而，重要的是充分地减少残余的氧和硫。

通常，业已周知，氧化钙（Cao）耐火材料即使在高温下也是稳定的，并且被用于熔炼反应性高的各类合金。当将铝（Al）或铝合金加入镶衬了这种氧化钙（CaO）耐火材料的容器或浇包内的熔体中时，也已周知，氧化钙（CaO）被还原生成金属钙（Ca），而上述钙（Ca）又产生了脱氧和脱硫作用。

对此，日本专利公报No.849/79，日本专利公报No.24，688/79（日本专利No.992，541）和日本专利公报No.25，486/85叙述一种将铝或铝合金加入处在真空或氩气气氛中的钢水内使钢水脱氧和脱硫的方法，使用镶衬Cao含量高的碱性耐火材料的熔炼炉，坩埚或浇包。这种方法的本质是加入铝（Al）便镶衬材料中的氧化钙（Cao）还原，并通过还原产物钙（Ca）去除钢水中的硫和氧。美国专利No.4，484，946也叙述一种使钢水脱氧和脱硫的方法，在重复使用以上述碱性耐火材料镶衬的熔炼炉或坩埚时，由于硫氧化钙被积累在熔炼炉或坩埚的壁表面上，因而铁合金的脱氧率和脱硫率下降，所以将诸如铝一类的添加剂同（或不同）熔剂一起加入钢水内，借此防止上述化合物积累在熔炼炉、浇包或坩埚的壁面上。

按照上述方法，将钢水内的硫降低到约0.004%（重量）和钢水中的氧降低到0.002%（重量）是可能的。然而，在精炼合金的领域内，一直期待着会找到具有更高脱硫作用和脱氧作用的更好的精炼技术。

本发明的目的是，提供一种比上述那些已知方法生产硫、氧和氮含量更低的铁-钴-或镍-基合金的方法。

为了实现以上目的，本发明的一个目的是，提供一种生产铁-、钴-和镍-基合金的方法，该合金中氧含量低于0.002%、硫含量低于0.002%和氮含量低于0.03%，上述方法由以下步骤组成：

（a）将合金熔液保存在选自于石灰坩埚、石灰坩埚炉、转炉或浇包所组成的组中的一种容器内，容器镶衬为由15～85%氧化钙（CaO）、15～75%氧化镁（MgO）和低于1%的二氧化硅（SiO₂）组成的碱性耐火材料，其中上述合金基本上由选自于铁（Fe）、镍（Ni）和钴（CO）所组成的组中的至少一种作为主要组分而组成;

（b）将至少一种添加剂加入处在非氧化气氛或真空中的上述合金溶液内，其中上述添加剂选自于铝（Al）、铝合金、硅（Si）和硅合金所组成的组中;

（c）在非氧化气氛或真空中。使上述合金溶液脱硫、脱氧和脱氮，致使该合金溶液含有0.005～7.0%残余铝、0.0001～0.02%残余钙和0.0005～0.03%残余镁;以及

（d）将上述合金溶液铸成锭。

另一种生产铁-镍-和钴-基合金的方法由以下步骤组成，该合金中氧含量低于0.003%、硫含量低于0.010%和氮含量低于0.03%：

（a）将合金溶液保存在选自于石灰坩埚、石灰坩埚炉、转炉和浇包所组成的组中的一种容器内，容器衬为由15～85%氧化钙（CaO）、15～75%氧化镁（MgO）和低于1%的二氧化硅（SiO₂）组成的碱性耐火材料。上述合金基本上由选自于铁（Fe）镍（Ni）和钴（Co）所组成的组中的至少一种主要组分组成;

（b）将第一种添加剂加入在非氧化气氛或真空中的上述合金溶液内，其中上述第一种添加剂由一种复合的被封装在铝或铁外皮中的芯材组成，并为丝状和条状。上述材料芯由金属铝、金属钙、金属镁、铝基合金、钙基合金和镁基合金中至少一种成分组成;

（c）在非氧化气氛或真空中，使上述合金溶液脱硫、脱氧和脱氮，致使合金溶液含有0.005～7.0%残余铝、0.005～7.0%残余硅、0.0001～0.005%残余钙和0.0005～0.03%残余镁;以及

（d）将上述合金溶液铸造成锭。

本发明的另一个目的是，提供一种生产铁-、镍-和钴基合金的方法，该合金中氧含量低于0.003%、硫含量低于0.010%和氮含量低于0.03%，上述方法由以下步骤组成：