一種非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，具體制備過程如下：在工頻爐內(nèi)，依次加入鎂錳中間合金、低碳錳鐵、廢鋼料，所有原料加入完畢，冶煉，熔體熔清后，撇去浮渣，在水冷模具中快速澆注成錠，鑄錠冷卻后機械破碎成20~50mm的塊狀試樣。該發(fā)明的優(yōu)點是：生產(chǎn)過程簡單，過程容易控制；本合金產(chǎn)品不含鋁，含鎂5~10%，脫氧能力強，比重大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，加入鋼液不會導(dǎo)致熔池劇烈翻滾，不會產(chǎn)生噴濺現(xiàn)象，合金收得率高，可專門用于非鋁脫氧鋼的二次處理，可有效凈化鋼水，降低鋼中非金屬夾雜物尺寸，減輕非金屬夾雜物對鋼材性能的危害，是一種高品質(zhì)的鋼水脫氧劑和夾雜物細(xì)化劑。
【專利說明】一種非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵冶金生產(chǎn)中，通常用到硅錳等復(fù)合脫氧劑；由于硅、錳的脫氧能力較弱，鋼中殘余氧含量高，且易形成液態(tài)夾雜物，在鋼液流場的作用下，夾雜物碰撞、聚合長大傾向較大，從而導(dǎo)致尺寸增加，嚴(yán)重制約了該類鋼種的綜合性能。
[0003]近年來，鋼液鎂處理技術(shù)引起人們的高度關(guān)注，鎂處理能顯著細(xì)化鋼中非金屬夾雜物，降低鋼中夾雜物危害。但由于金屬鎂極其活潑，熔點低(649°C)，蒸汽壓高，較難加入鋼中，且易發(fā)生鋼水噴濺、大翻等事故。如何降低金屬鎂在鋼中反應(yīng)性，有效發(fā)揮其對鋼中非金屬夾雜物的控制作用，成為鋼鐵冶金領(lǐng)域的研究熱點。
[0004]中國專利CN1831152B公開了煉鋼用的低碳、低硅、低磷、低硫的Al-Mg-Fe合金，作為煉鋼終脫氧劑，成分為:A1 20~85，Mg I~20，C≤0.02，Si≤1.0，P≤0.02，S≤0.02，F(xiàn)e余量；該產(chǎn)品比重大，不分換，脫氧脫硫效果好，水口不結(jié)瘤，連澆爐數(shù)多，生產(chǎn)作業(yè)率高。中國專利CN101906560B公開了一種用于煉鋼脫氧脫硫的鎂鋁錳鐵合金及制備方法，鎂鋁錳鐵合金的化學(xué)成分百分?jǐn)?shù)為:Mg 2~10%，Al 40~55%，其余為(:≤0.01%的低碳錳鐵。冶煉在電磁感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行，升溫采用先快后慢的方式，合金熔化后澆注成型。該鎂鋁錳鐵合金能夠降低燒損、收得率高，合金密度大，能夠沉入鋼液中而非上浮于鋼液表面，脫氧脫硫效果更徹底，合金不易粉化，便于運輸和儲存。上述已公開的專利技術(shù)均用于鋁鎮(zhèn)靜鋼中的脫氧、脫硫及夾雜物形態(tài)控制。
[0005]但是一些鋼種對氧化鋁(A1203)、鋁酸鈣OsCa0.ζ?Α1203)等脆性夾雜物極其敏感，因此金屬鋁作為脫氧劑不合適；此外一些鋼種還要嚴(yán)格控制其中的金屬鋁含量，如簾線鋼，要求鋼中溶解鋁控制在0.0005、.0010% ;高級別彈簧鋼，要求鋼中溶解鋁小于0.005%以下；高速鐵路重軌鋼，要求鋼中溶解鋁小于0.001%。因此，需要開發(fā)新的、適用性廣泛的用于鋼脫氧和夾雜物形態(tài)控制的鎂類非鋁脫氧劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，由此制備的非鋁脫氧劑可用于非鋁脫氧鋼的二次處理和夾雜物形態(tài)控制。
[0007]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，包括以下步驟:將鎂錳中間合金、低碳錳鐵以及廢鋼料加入反應(yīng)器中，冶煉至熔體熔清；熔液撇去浮渣后澆入模具中制備鑄錠；鑄錠破碎后得到非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑；
所述鎂錳中間合金、低碳錳鐵以及廢鋼料的質(zhì)量比為(10~15): (20~30): (50~
70)；按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，所述鎂錳中間合金中，錳為5%~10%，鎂為90%~95%，雜質(zhì)為O~
0.5% ；
按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，所述低碳錳鐵中，錳為80%~85%，碳為O~0.2%，硅為O~1.5%，磷為O~0.3%，硫為O~0.02%，其余為鐵；
按質(zhì)量百分比，所述廢鋼料中鐵含量大于99%。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述反應(yīng)器為工頻爐。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述冶煉溫度為1600~1700°C。
[0010]上述技術(shù)方案中，熔液撇去浮渣后澆入水冷模具中制備鑄錠。
[0011]上述技術(shù)方案中，采用機械法破碎鑄錠；鑄錠被破碎成邊長為20~50mm的塊狀產(chǎn)物。
[0012]本發(fā)明通過原料一次性加入，一次性冶煉，簡單有效地制備了高質(zhì)量的鐵錳鎂合金，按質(zhì)量比，其中錳含量為20%~40%，鎂含量為5%~10%，碳含量為O~0.1%，其余為鐵。鐵錳鎂合金中不含鋁，可用于非鋁脫氧鋼的二次脫氧、脫硫和夾雜物形態(tài)控制等。
[0013]本發(fā)明中水冷模具屬于現(xiàn)有技術(shù)，為采用水冷卻的模具，對模具的形狀大小沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要自行設(shè)計、選擇。
[0014]由于上述技術(shù)方 案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:
(I)本發(fā)明公開了一種新的非鋁脫氧鋼用脫氧劑鐵錳鎂合金，通過原料一次性加入，一次性冶煉，簡單有效地制備得到；產(chǎn)品不含鋁，化成成分穩(wěn)定，比重大，鎂活性低，可順利加入鋼液深處，無鋼水噴濺現(xiàn)象，不會對鋼水可澆性產(chǎn)生不良影響。
[0015](2)本發(fā)明公開的制備方法簡單可控，易于操作，處理時間短，適合工業(yè)化生產(chǎn)；并且原料組成合理，制備的鐵錳鎂合金品質(zhì)高，合金收得率高，可有效用于非鋁脫氧鋼的二次脫氧和夾雜物形態(tài)控制。試驗證明:采用本發(fā)明的鐵錳鎂合金做脫氧劑，處理后的鋼中脆性氧化鋁夾雜物數(shù)量明顯減少，鋼中夾雜物尺寸可控制在2 μ m以下，鋼中B類夾雜物小于1.5級；對鋼中含氧量的降低幅度達(dá)到30%以上，對夾雜物平均尺寸的降低幅度達(dá)到40%以上。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
本實施例所用的鎂猛中間合金、低碳猛鐵的組分含量見表1、表2。
[0017]表1鎂錳中間合金成分范圍
【權(quán)利要求】
1.一種非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將鎂錳中間合金、低碳錳鐵以及廢鋼料加入反應(yīng)器中，冶煉至熔體熔清；熔液撇去浮渣后澆入模具中制備鑄錠；鑄錠破碎后得到非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑； 所述鎂錳中間合金、低碳錳鐵以及廢鋼料的質(zhì)量比為(10~15): (20~30): (50~70)； 按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，所述鎂錳中間合金中，錳為5%~10%，鎂為90%~95%，雜質(zhì)為O~0.5% ； 按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，所述低碳錳鐵中，錳為80%~85%，碳為O~0.2%，硅為O~1.5%，磷為O~0.3%，硫為O~0.02%，其余為鐵； 按質(zhì)量百分比，所述廢鋼料中鐵含量大于99%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，其特征在于:所述反應(yīng)器為工頻爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，其特征在于:所述冶煉溫度為1600~1700°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，其特征在于:所述模具為水冷模具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，其特征在于:采用機械法破碎鑄錠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，其特征在于:所述鑄錠被破碎成 邊長為20~50mm的塊狀產(chǎn)物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述非鋁脫氧鋼用鐵錳鎂合金脫氧劑的制備方法，其特征在于:按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，所述鐵錳鎂合金脫氧劑中，錳含量為20%~40%，鎂含量為5%~10%，碳含量為O~0.1%，其余為鐵。
【文檔編號】C22C35/00GK103981333SQ201410237324
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王德永 申請人:蘇州大學(xué)