專利名稱：低鋁的硅鋇鈣合金及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼脫氧劑領(lǐng)域，尤其是復(fù)合脫氧劑。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，鋼鐵工業(yè)的冶煉工藝也發(fā)生了根本變化，原來的脫氧材料已 不能適應(yīng)脫氧效率、鋼材的潔凈度、生產(chǎn)工藝順行、降低成本等方面的要求，為此新型脫氧 劑的開發(fā)迫在眉睫，本發(fā)明旨在開發(fā)新型高效復(fù)合脫氧劑，以節(jié)省能源、減少消耗、降低成 本。
在煉鋼過程中，氧能將鋼液氧化成FeO， FeO與鋼液中的碳反應(yīng)，生成C0氣泡，冷卻后 在鋼中形成氣孔，另外在鋼液凝固過程中，F(xiàn)e0因溶解度下降而在鋼的晶粒邊界處析出，降 低了鋼的機械性能，所以在煉鋼時必須加入脫氧劑，使氧從鋼中脫出。鋼中的硫和磷也是有 害元素，硫在鋼中以FeS和Fe的低熔共晶體存在，能使鋼產(chǎn)生熱脆性，在高溫下鍛造和軋制 時，共晶體熔化，削弱晶間結(jié)合力，會使鋼產(chǎn)生裂紋；磷在鋼中以Fe:,P形式存在，能使鋼產(chǎn) 生冷脆性，在常溫下軋制和加工時會使鋼發(fā)生斷裂。鋼中的硫和磷含量一般不得超過0. 05%, 鋁在鋼中也是一種嚴(yán)格控制的元素，因鋁的熔點高達2050'C，在鋼水中呈固態(tài)，會導(dǎo)致鋼的 可澆鑄性差，堵水口，使鋼材氣孔增多，密度降低，可塑性下降。因此選擇合適的脫氧材料， 執(zhí)行正確的工藝路線是煉鋼重要環(huán)節(jié)。
以往一般都是用鋁脫氧，在精煉時再喂鈣對夾雜物進行變性處理，但是由于鋁的熔點高， 在煉鋼溫度下呈固態(tài)，導(dǎo)致鋼中的三氧化二鋁夾雜量大，易在澆鑄時發(fā)生水口堵塞，因而不 得不在精煉后期進行喂鈣處理以減少^口結(jié)瘤，但鋼中的夾雜物數(shù)量卻難以達到理想狀態(tài)， 而且生產(chǎn)工藝復(fù)雜。后來鋼廠在煉鋼時分別投入硅鋇、硅鐵、硅鈣等作為氧化劑，為了簡化 工藝，用加入硅鋇鈣合金的方法代替分別加入硅鋇、硅鈣和硅鐵的方法。
傳統(tǒng)冶煉硅鋇鈣合金的方法主要有碳熱法、電硅熱法、混合法，碳熱法是將碳質(zhì)還原劑 和石灰、硅石、重晶石等原料在同一礦熱爐內(nèi)冶煉，此法生產(chǎn)的鐵合金雜質(zhì)及有害成分較高， 并夾雜有害氧化物。電硅熱法是利用硅質(zhì)還原劑還原石灰、鋇礦得到硅鋇鈣合金，但在用電硅熱法生產(chǎn)鐵合金時，電極會使合金增碳，故生產(chǎn)含碳量極低的或純的金屬不能使用電爐。 混合法是利用碳質(zhì)、硅質(zhì)還原劑還原鈣和鋇的化合物，而獲得硅鋇鈣合金。上述三種方法雖 各有優(yōu)缺點，但所生產(chǎn)產(chǎn)品雜質(zhì)含量及有害成分高(鋁含量一般都在2%以上，S含量0.055 % ， P含量大于0. 045% ， C含量大T 0.3%)。
總之，煉鋼時必須加入脫氧劑，但目前脫氧劑的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，勞動強度大，生產(chǎn)成本 高，而且雜質(zhì)含量較高，必須尋找一種雜質(zhì)含量低，成本低，工藝相對簡單的冶煉硅鋇鈣合 金的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種生產(chǎn)成本低、脫氧效果好、能直接提高鋼材質(zhì)量的低鋁的硅鋇 鈣合金的復(fù)合冶煉方法。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
低鋁的硅鋇鈣合金其中各元素重量百分含量為硅45-60%、鋇15-23%、轉(zhuǎn)3-12%、鋁 1.5-0.5%、硫0. 03-0. 007%、磷0. 03-0. 007%、碳0. 2-0. 06%、鐵余量。
低鋁的硅鋇鈣合金生產(chǎn)工藝，工藝步驟如下(冶煉時加入的各原料都以重量計算)
(1) 先將IOO份鐵屑加入中頻或工頻爐中加溫熔化，再將含鋇量25_28%的硅鋇合金 900份加入中頻或工頻爐內(nèi)加熱至完全沸騰；
(2) 在中頻或工頻爐中再加入含鈣量為28—30%的硅鈣合金100份，冶煉至沸騰；
(3) 再在中頻或工頻爐中加入脫鋁粉劑30—50份，在沸騰下保持10—20分鐘，進行脫 鋁、硫、磷、碳；
(4) 將熔融的金屬液體出爐，澆鑄成型；
(5) 檢驗入庫，精整包裝出廠。
所述硅鋇合金是由礦熱爐冶煉的熱硅鋇合金液和固體塊硅鋇合金兩種，其中各合金元素 重量百分含量為硅45-55%、鋇25-28%,鋁1.5-2.0%、硫0. 04-0. 05%、磷0. 04-0. 05°/。、碳 0.2-0.3%、鐵余量。所述硅鈣合金中各合金元素重量百分含量為硅50—60%、鈣28 — 30%、鋁1.5—2.5%、 硫0.04—0.05%、磷0.04 — 0.05%、碳0.5-1.0%、鐵余量。
所述脫鋁粉劑由氧化鐵16. 8%、氟化鈣8. 3%、氧化鈣29. 1%和二氧化硅45. 8%重量百分比 組成。
本發(fā)明方案生產(chǎn)的低鋁的硅鋇鈣合金具有以下有益效果
1、 復(fù)合精煉生產(chǎn)工藝是中工頻爐利用礦熱爐的出爐高溫鐵水直接加熱，在高溫?zé)龘p及脫 鋁粉劑的化學(xué)反映過程中，有害成分降至鋁含量1.5-0.5%， S含量0. 03-0. 007%， P含量 0.03-0.007%， C含量0. 2-0. 06%，用復(fù)合精煉法生產(chǎn)的低鋁的硅鋇鈣合金具有低鋁、低硫、 低磷、低碳等優(yōu)點，這對鋼廠生產(chǎn)高純度優(yōu)質(zhì)鋼材起著至關(guān)重要的作用。使鋼材的質(zhì)量明顯 地提高，能滿足鋼廠生產(chǎn)特殊優(yōu)質(zhì)鋼材的要求。
2、 采用礦熱爐高溫鐵水直接加溫，降低了電耗和人工費，每噸節(jié)約人工費20元左右， 每噸節(jié)約電費和標(biāo)準(zhǔn)煤的耗費達300元左右。
3、 低鋁的硅鋇鈣作為脫氧劑使用，不僅用量減少，噸鋼耗用脫氧劑量為由傳統(tǒng)脫氧劑耗 量7.5kg降為6kg，因而在鋼廠的生產(chǎn)成本降低的同時，也使得鋼材的質(zhì)量得到了進一步的 提升。
4、 對保護環(huán)境，節(jié)能減排起到了重要作用，進而節(jié)約了污染治理費用。
5、 低鋁的硅鋇鈣中的有害元素減少，使得鋼材中有害元素含量也相應(yīng)減少，克服了傳統(tǒng) 脫氧劑鋁、硫、磷、碳高的缺陷，而且促使夾雜物上浮，使鋼中夾雜物減少，提高了鋼材的 可塑性，密度和精度。
7、復(fù)合精煉法工藝簡單、對設(shè)備要求低，降低了建設(shè)費用。
具體實施方式
方式一
一、 配備一臺1_3噸中頻或工頻爐與一臺6300KVA礦熱爐作配套設(shè)備；
二、 先將100公斤鐵屑加入中頻或工頻爐加溫熔化，再將6300KVA礦熱爐產(chǎn)品液態(tài)熱硅 鋇合金900公斤(硅45_55%，鋇25 — 28%，鋁1.5 —2. 0%，硫O. 04-0. 05%，磷0. 04-0. 05 %，碳0.2-0.3%，鐵是余量)，加入中頻爐內(nèi)，稍微加熱至完全沸騰(沸騰溫度為2000度左右)；
三、 在中頻或工頻爐再加入固體硅鈣合金合金塊IOO公斤(鈣28 — 30%，硅50 — 60%， 鋁1.5_2. 5%，硫O. 04 — 0. 05%，磷O. 04_0. 05%，碳0. 5-1, ()%，鐵余量)，加熱至沸騰
(沸騰溫度為2000度左右)；
四、 在中頻或工頻爐加入脫鋁粉劑30 — 50公斤，視硅鋇合金和硅鈣合金中的有害元素鋁、 硫、磷、碳含量而定，在沸騰狀態(tài)保持10 — 20分鐘；
五、 出爐澆鑄成型；
六、 經(jīng)檢驗合金成分符合低鋁的硅鋇鈣合金的要求，精整包裝出廠。 方式二
一、 配備一臺l一3噸中頻或工頻爐；
二、 先將100公斤鐵屑加入中頻或工頻爐加溫熔化，再將固體硅鋇合金900公斤(硅45 —55%,鋇25 — 28%，鋁1.5 — 2.0%，硫O. 04-0. 05%，磷O. 04-0. 05%，碳0. 2-(). 3%，鐵 是余量)，加入中頻爐內(nèi)，稍微加熱至完全沸騰(沸騰溫度為2000度左右)；
三、 在中頻或工頻爐再加入固體硅f丐合金合金塊IOO公斤(鈣28_30%，硅50 — 60%， 鋁1.5 —2. 5%，硫O. 04 —0. 05%，磷O. 04 —0. 05%,碳0. 5-1. ()%，鐵余量)，加熱至沸騰
(沸騰溫度為:2000度左右);
四、 在中頻或工頻爐加入脫鋁粉劑30 — 50公斤，視硅鋇合金和硅鈣合金中的有害元素鋁、 硫、磷、碳含量而定，在沸騰狀態(tài)保持10 — 20分鐘；
五、 出爐澆鑄成型；
六、 經(jīng)檢驗合金成分符合低鋁的硅鋇鈣合金的要求，精整包裝出廠。
權(quán)利要求
1、低鋁的硅鋇鈣合金及其生產(chǎn)工藝，其特征為所述低鋁的硅鋇鈣合金中各合金元素重量百分含量為硅45-60％、鋇15-23％、鈣3-12％、鋁1.5-0.5％、硫0.03-0.007％、磷0.03-0.007％、碳0.2-0.06％、鐵余量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低鋁的硅鋇鈣合金及其生產(chǎn)工藝，其特征為冶煉工藝步驟如下(1) 先將100份鐵屑加入中頻或工頻爐中加溫熔化，再將含鋇量為25—28%的硅鋇合 金900份加入中頻或工頻爐內(nèi)加熱至完全沸騰；(2) 在中頻或工頻爐中再加入含鈣量為28—30%的硅鈣合金100份，冶煉至沸騰；(3) 再在中頻或工頻爐中加入脫鋁粉劑30—50份，在沸騰下保持10—20分鐘，進行脫 鋁、硫、磷、碳；(4) 將熔融的金屬液體出爐，澆鑄成型；(5) 檢驗入庫，精整包裝出廠。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的低鋁的硅鋇鈣合金及其生產(chǎn)工藝，其特征為所述硅鋇合金是由 礦熱爐冶煉的液態(tài)硅鋇合金液，或固體硅鋇合金塊，其中各合金元素重量百分含量為硅45 —55%、鋇25—28%、鋁1.5—2.0%、硫0.04—0.05%、磷0.04—0.05%、碳0. 2-0. 3%、鐵
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低鋁的硅鋇鈣合金及其生產(chǎn)工藝，其特征為所述硅鈣合金中各 合金元素重量百分含量為硅50—60%、鈣28—30%、鋁1.5—2.5%、硫0.04—0.05%、磷 0.04—0.05%、碳0.5-1.0%、鐵余量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低鋁的硅鋇鈣合金及其生產(chǎn)工藝，其特征為脫鋁粉劑由氧化鐵 16.8%，氟化鈣8.3%、氧化鈣29.1%和二氧化硅45.8%重量百分比組成。
全文摘要
本發(fā)明為低鋁的硅鋇鈣合金及其生產(chǎn)工藝，涉及煉鋼脫氧劑領(lǐng)域，現(xiàn)在煉鋼時一般采用分別加入硅鋇、硅鈣和硅鐵合金，結(jié)果鋼材中硫、磷等雜質(zhì)含量高，鋁含量高達2％以上，嚴(yán)重影響了鋼材的質(zhì)量，而且生產(chǎn)成本高，工藝復(fù)雜，勞動強度大，本發(fā)明采用復(fù)合精煉法生產(chǎn)低鋁的硅鋇鈣合金，先加入鐵屑熔化后將硅鋇合金熔融至沸騰再加入硅鈣合金，然后加入脫鋁粉劑繼續(xù)保持沸騰10-20分鐘，最后澆鑄成型得到脫氧劑成品，本發(fā)明具有有害元素含量低、雜質(zhì)少，能達到特殊優(yōu)質(zhì)鋼材的要求，同時具有成本低、工藝簡單和建設(shè)投資費用低的有益效果。
文檔編號C21C7/06GK101550470SQ20081008884
公開日2009年10月7日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者王玉清 申請人:王玉清