CN101139643A - 用作炼钢脱氧剂的硅-钙-镁-铁合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于钢水脱氧的硅-钙-镁-铁合金,其组成为:Si,40-60%、Ca,10-15%、Mg,1-10%、Fe≥40%,余为不可避免的杂质。该合金由于含铁较高,故其比重较大,使得脱氧元素的利用率得以提高;又因其含有镁,使其脱氧脱硫能力得以增强。用该合金使钢水终脱氧可使钢水的T[O]稳定地小于20ppm。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁合金,特别是用作炼钢脱氧剂的硅-钙-镁-铁合金。
背景技术
随着科学技术的进步,社会各领域对钢材的质量提出了更高的要求,而钢材本身的纯净度对其机械性能又有很大的影响,尤其钢中的氧含量过高时,会严重影响钢材的综合机械性能,因此炼钢工作者的重要任务之一就是尽可能地脱除钢中的氧,而选择适用的脱氧剂是炼钢工作者对脱氧环节的主要考虑。
硅钙合金是钢铁冶炼的强脱氧剂,主要应用于生产优质钢、特殊钢时的终脱氧。这种脱氧剂具有良好的脱氧作用,可将钢中的氧含量控制在30ppm以下。它可以硅钙块和硅钙包芯线的方式使用,但它也有很多不足:
(1)该合金的密度小于2.5克/立方厘米,因此不易沉入钢水深部。该合金所含的Ca元素的蒸气压低,易氧化,很容易和钢液表面渣层中的氧化铁和空气中的氧反应,结果使Ca元素的收得率仅在5%左右,这意味着大量的Ca元素被无益地浪费掉,达不到良好的深度脱氧效果。同时,因Ca元素燃烧而产生的烟雾,使得生产环境恶化。
(2)虽然采用硅钙包芯线的方法添加硅钙合金可以避免上述的弊端,但制作包芯线,需将硅钙合金制成粉,这样不可避免地损失部分硅钙合金。另外,往钢水中添加硅钙合金包芯线必须使用喂线机设备。然而,该设备在使用中常易发生断线事故,致使钢水因未能完善脱氧而报废。此外,由于由于包芯线的生产工艺复杂,使其成本上升。
因此,炼钢技术工作者期待一种新的、比重大、具有良好的脱氧、脱硫作用的,能达到良好的深度脱氧效果的脱氧剂,以便用其脱氧来达到提高钢材的综合机械性能的目的。
发明内容
本发明提供一种用于钢水脱氧的硅-钙-镁-铁合金,其组成为(%重量,以该铁合金的总重量为基准计,下同):
Si,40-60%、Ca,10-15%、Mg,1-10%、Fe≥40%,余为不可避免的杂质。
该用于钢水脱氧的硅-钙-镁-铁合金的优选组成是:Si,40-60%、Ca,10-15%、Mg,5-10%、Fe≥40%,余为不可避免的杂质。
在上述合金中,Si是基本的脱氧元素,若其含量低于40%,则该合金的脱氧能力不足;而若其含量高于60%,则使得该合金的比重过小。因此将其含量限于40-60%。
Ca是该合金中的强脱氧元素。当其与上述的Si一起用于钢水脱氧时,二者间的协同作用可使它们的脱氧能力进一步提高。Ca含量低于10%,则该合金的脱氧能力不足,而其含量高于15%,虽然能提高该合金的脱氧能力,但同时也使该合金的生产成本升高。因此,根据综合考虑,将该合金的Ca含量限于10-15%。
Mg是一种脱氧能力很强的元素,同时还有很强的脱硫作用。本发明的脱氧合金含有Mg,为的是进一步提升该合金的脱氧、脱硫能力,不仅保证用其脱氧後钢中的含氧量小于20ppm,同时可改善钢材的非金属夹杂形态,提高钢材的综合机械性能。若Mg含量高于10%,则该合金的比重会下降;而Mg含量低于1%,则该元素的脱氧作用就不明显了,因此,本发明合金的Mg含量被限于1-10%,更好是被限于5-10%。
本发明合金中的Fe虽然没有脱氧能力,但它有提高该合金比重的决定性作用。该合金中的Fe含量若小于40%,则该合金的比重过小,它不能以足够的深度沉入被脱氧的钢水,不能发挥其应有的脱氧能力。
因此,在本发明的脱氧合金中,Fe不是可有可无的,而是对于保证该合金具有足够的比重的重要组分,因此必须保证其含量大于40%,这样才能保证其比重大于4.5。
本发明的脱氧合金可用下述方法生产:先用常规的矿热炉法产得硅-钙合金,然后在出炉时将金属镁冲熔于该液态的硅-钙合金中,即可得到本发明的脱氧合金。也可将按配比配好的市售的硅-钙合金、金属镁和清洁的废钢在感应炉中熔炼而制得本发明的脱氧合金。
本发明的脱氧合金具有优良的脱氧能力,它能稳定地将钢水中的全氧脱至20ppm以下。此外,该合金还具有一定的脱硫能力。由于该合金的组成简单,因而其生产成本较低,而且还便于生产。
下面通过实施例进一步说明本发明。
具体实施方式
实施例1 制备用作炼钢脱氧剂的硅-钙-镁-铁合金
将700公斤清洁废钢、110公斤金属镁、800公斤含钙30%的硅-钙合金、800公斤含硅75%的硅-铁加入感应炉中熔炼。全熔後得到2380公斤硅-钙-镁-铁合金。经分析得知该合金的成分为:
Si,46.5%、Ca,10.34%、Mg,4.3%、Fe,42%。
实施例2 高速道轨钢脱氧实验
将得于实施例1的合金用于900A钢脱氧,实验炉数为10炉,每炉钢水量为100吨,该合金的用量为80公斤/炉。在脱氧过程中,在钢包中的液面上未见钙燃烧的火花及氧化钙的白色烟雾。脱氧后钢中T[0]的10炉平均值为16.5PPm。
对比例1
以与实施例相同的条件使钢脱氧,但使用的脱氧合金的成分为:Si:56%、Ca:30%,Fe:12%;比重2.38g/cm3。
在脱氧过程中,于钢包中液面上见到钙燃烧产生的火花和烟雾。脱氧后钢T[0]为(25)PPm。
Claims (2)
1.一种用于钢水脱氧的硅—钙—镁—铁合金,以该铁合金的总重量为基准计,其重量百分比组成为:Si,40-60%、Ca,10-15%、Mg,1-10%、Fe≥40%,余为不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的用于钢水脱氧的硅—钙—镁—铁合金的重量百分比组成为:Si,40-60%、Ca,10-15%、Mg,5-10%、Fe≥40%,余为不可避免的杂质。
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CN112322905A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-05 | 河南中原特钢装备制造有限公司 | 低铝钢电渣用的稀土脱氧剂及其制作方法 |
CN113994015A (zh) * | 2019-06-17 | 2022-01-28 | 杰富意钢铁株式会社 | 向钢水添加Ca的方法 |
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