一种脱氧剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种脱氧剂及其制备方法，所述方法包括如下步骤：S1、提供铝屑、以及铁屑或钢屑；S2、将所述铝屑、以及铁屑或钢屑粉碎以得到铝粉和铁粉，并将所述铝粉和铁粉均匀混合得到混合物，其中，所述铝粉和铁粉的长度和宽度不超过10mm，厚度不超过2mm；S3、将所述混合物进行塑性变形，并在塑性变形过程中进行加热处理以得到Al‑Fe基的脱氧剂，其中，所述塑性变形的压力范围是10‑30Mpa，所述加热温度范围是25℃‑300℃。该方法通过控制加入合金的质量分数来调控合金的密度，使得脱氧效果更显著，避免了含Al脱氧剂制造成本高、烧损严重的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种脱氧剂及其制备方法
本专利技术涉及冶金、材料加工领域，具体涉及一种脱氧剂及其制备方法。
技术介绍
随着工业的高度发展，人们对钢的要求越来越高。为了满足日益发展的需求，提高钢的质量，可以选择向铁水中吹入氧气。但若是氧气过多，会造成钢组织不均匀，产生气孔等缺陷，所以在炼钢后期要使用脱氧剂对钢水进行脱氧。金属Al是炼钢过程中必不可少的一种脱氧剂，但现在大多数都是将铝和其他金属(比如Fe)经过熔炼后(即：冶金方法)再铸造成脱氧剂，其优点是铝含量高，有助于发挥出脱氧的最大效果，缺点是Al-Fe熔炼时耗能高，并且熔炼时铝也容易氧化，用此方法会使成本过高，也不符合当下“绿色环保”的发展理念。申请号为CN201810219036.7，专利名称为《一种金属铝脱氧剂及其制备方法》的中国专利公开了一种金属铝脱氧剂的制备方法，由废铝灰制成，优点是减少了资源浪费，但在制得脱氧剂过程中用到了电熔炉进行熔化，使得铝脱氧的利用率也低，能耗高，并且由于铝的微观粒度大，会使大部分金属铝在熔体表面形成炉渣，冶金熔炼过程的烧损严重。申请号为CN022115909.2，专利名称为《纯铝铁复合脱氧剂及其生产工艺》的中国专利公开了一种纯铝铁复合脱氧剂及其生产工艺，采用了化铝炉技术，先将高纯度铝熔化，将熔化后的铝溶液浇铸到模具中成型，继续加热模具使之处于液态，再加入预热的纯铁粒或铁条，轻微振动模具使铁粒或铁条在铝液中固化后形成铝-铁组合物，其所得产物中也仍然存在Si、Ca、Mn等杂质，这对于炼钢质量也有不良影响。
技术实现思路
r>有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种脱氧剂及其制备方法，以解决目前含Al脱氧剂成本高、烧损严重，且Al-Fe脱氧剂密度调节困难难以到达钢水不同深度等缺点，同时冶金法生产的Al-Fe脱氧剂容易引入其他杂质而导致钢材质量恶化的问题。根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种脱氧剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：S1、提供铝屑、以及铁屑或钢屑；S2、将所述铝屑、以及铁屑或钢屑粉碎以得到铝粉和铁粉，并将所述铝粉和铁粉均匀混合得到混合物，其中，所述铝粉和铁粉的长度和宽度不超过10mm，厚度不超过2mm；S3、将所述混合物进行塑性变形，并在塑性变形过程中进行加热处理以得到Al-Fe基的脱氧剂，其中，所述塑性变形的压力范围是10-30Mpa，所述加热温度范围是25℃-300℃。可选的是，所述塑性变形包括轧制、挤压、锻造、或旋压。可选的是，所述Al-Fe基的脱氧剂的形状包括：圆柱形、圆锥形、三角锥形、多棱锥形、多棱柱形、方块形、椭圆形、三角形、星形、球形、半圆形、人形、花瓣形、或各种动物的形状。可选的是，在步骤S2的所述铁粉中还添加有添加剂，其中，所述添加剂包括：稀土元素Re。可选的是，在步骤S2的所述铁粉中还添加有添加剂，其中，所述添加剂还包括：Mn、Ca、Ba、Si、Ni、Ti和B。可选的是，制备所述脱氧剂的原料按质量百分含量计包含：铝屑所占比例为30％-80％，铁屑或钢屑所占比例为10-70％，稀土元素Re所占比例为1％-10％，Ba所占比例为0.1％-5％，Ca所占比例为0.1％-7％，Si所占比例为1％-8％，Mn所占比例为0.1％-5％，Ni所占比例为0.1％-8％，Ti所占比例为0.1％-8％，B所占比例为0.1％-8％。可选的是，铝屑包括：纯铝、2024铝合金、6061铝合金、或者是7075铝合金。可选的是，铁屑或钢屑来源于含铁或钢的工业废料。本专利技术还提供一种脱氧剂，所述脱氧剂采用上述任一种所述的方法制备而成。可选的是，制备所述脱氧剂的原料按质量百分含量计包含：铝屑所占比例为30％-80％，铁屑或钢屑所占比例为10-70％，稀土元素Re所占比例为1％-10％，Ba所占比例为0.1％-5％，Ca所占比例为0.1％-7％，Si所占比例为1％-8％，Mn所占比例为0.1％-5％，Ni所占比例为0.1％-8％，Ti所占比例为0.1％-8％，B所占比例为0.1％-8％。本专利技术实施例通过控制加入合金的质量分数来调控合金的密度，使得脱氧效果更显著，避免了含Al脱氧剂制备成本高、烧损严重的问题。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1显示为本专利技术的铝屑和铁屑实物图。图2显示为本专利技术制出的Al-Fe脱氧剂实物图。图3显示为本专利技术制出的Al-Fe脱氧剂的成品形状示意图。图4显示为本专利技术制出的Al-Fe-Re脱氧剂的实物图。图5显示为本专利技术AlxFey(x+y＝100)脱氧剂的金属薄膜组织图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种脱氧剂及其制备方法，所述方法包括如下步骤：S1、提供铝屑、以及铁屑或钢屑；S2、将所述铝屑、以及铁屑或钢屑粉碎以得到铝粉和铁粉，并将所述铝粉和铁粉均匀混合得到混合物，其中，所述铝粉和铁粉的长度和宽度不超过10mm，厚度不超过2mm；S3、将所述混合物进行塑性变形，并在塑性变形过程中进行加热处理以得到Al-Fe基的脱氧剂，其中，所述塑性变形的压力范围是10-30Mpa，所述加热温度范围是25℃-300℃。其中，所述塑性变形可以是常规的轧制、挤压、锻造、旋压等方式。在塑性变形过程中，在不同金属的压制界面能够形成不同厚度、不同波纹形状AlxFey(x+y＝100)金属薄膜，这两种金属薄膜的形成使压制界面摩擦力增大，成品更牢固、不易散，从而解决传统压制型合金的“粉化”问题。通过改变施加压力和变形温度的大小，生成的金属薄膜层厚度及形状会发生变化，且薄膜层厚度及形状变化与施加压力、变形温度之间呈有规律地变化。当施加压力从10Mpa至20Mpa至30Mpa时，随着施加压力的逐渐增加，测出薄膜层的致密度在逐渐增加(2.0～6.0g/cm3)，而薄膜微观形状从“平板型”变成“波纹型”。图2显示为采用本专利技术的方法得到的Al-Fe脱氧剂的实物图，图5显示为本专利技术AlxFey(x+y＝100)脱氧剂的金属薄膜组织图。通过这种塑性变形方式，可以制成圆柱形、圆锥形、三角锥形、多棱锥形、多棱柱形、方块形、椭圆形、三角形、星形等各种多边形，还有球形、半圆形、人形、花瓣形、各种动物的形状等等，如图3所示，但不限于上述所列各种形状。即本专利技术的方法可以将混合好的原料塑性加工成任意形状，操作简单，显著降低成本，节能环保，最大程度的保留了铝的脱氧性，又可以满足顾客的多种需求。在一个具体的实施例中，制备出的块体，其外形轮廓的长、宽、高范围均在2mm～500mm之间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱氧剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/nS1、提供铝屑、以及铁屑或钢屑；/nS2、将所述铝屑、以及铁屑或钢屑粉碎以得到铝粉和铁粉，并将所述铝粉和铁粉均匀混合得到混合物，其中，所述铝屑和铁粉的长度和宽度不超过10mm，厚度不超过2mm；/nS3、将所述混合物进行塑性变形，并在塑性变形过程中进行加热处理以得到Al-Fe基的脱氧剂，其中，所述塑性变形的压力范围是10-30Mpa，所述加热温度范围是25℃-300℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种脱氧剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、提供铝屑、以及铁屑或钢屑；
S2、将所述铝屑、以及铁屑或钢屑粉碎以得到铝粉和铁粉，并将所述铝粉和铁粉均匀混合得到混合物，其中，所述铝屑和铁粉的长度和宽度不超过10mm，厚度不超过2mm；
S3、将所述混合物进行塑性变形，并在塑性变形过程中进行加热处理以得到Al-Fe基的脱氧剂，其中，所述塑性变形的压力范围是10-30Mpa，所述加热温度范围是25℃-300℃。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塑性变形包括轧制、挤压、锻造、或旋压。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述Al-Fe基的脱氧剂的形状包括：圆柱形、圆锥形、三角锥形、多棱锥形、多棱柱形、方块形、椭圆形、三角形、星形、球形、半圆形、人形、花瓣形、或各种动物的形状。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤S2的所述铁粉中还添加有添加剂，其中，所述添加剂包括：稀土元素Re。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S2的所述铁粉中还添加有添加剂，其中，所述添加剂还包括：Mn、Ca、Ba、Si、Ni、Ti和B。


6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振亮，王鑫，汪建新，杜林雨，麻晓光，辛广胜，宋海，郝振宇，刁望才，韩玮，霍桂枝，李红宇，韩欢师，
申请(专利权)人：内蒙古星晟工程技术有限公司，内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15