稀土铝锰钙铁合金及其生产方法技术

一种稀土铝锰钙铁合金及其生产方法，属于炼钢脱氧剂技术领域。该合金的成分重量百分数为：铝Al：40～70％，Mn：5～20％，RE：1～10％，Ca：1～3％；其它残余元素重量不大于5％，余量为Fe；所述RE是指稀土铈Ce、镧La或含有至少Ce、La中的一种的混合稀土，在混合稀土中Ce、La的含量不少于90％；所述其它残余元素是指在合金冶炼过程中混入的碳、硫、磷、硅元素。制备工艺流程为：选料配料-装料-融化-除渣-浇筑-称量-成品入库。优点在于，实现了脱氧效果强、功能元素收得率高、在钢液中产生的夹杂物颗粒大容易去除的稀土铝锰钙铁合金，它既是强脱氧剂，又是合金的添加剂，又可当成中间合金使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于炼钢脱氧剂
，特别是提供了一种。
技术介绍
脱氧是炼钢工序的重要工艺环节。其中脱氧剂的选择和加入数量关系到转炉冶炼终点控制、钢渣的变性、对成份的要求、夹杂物变性处理及连铸浇铸性能的改变等。另外， 脱氧产物(主要是氧化物、硫化物)的性质和形状以及数量都会对钢的机械和物理化学性能产生很大的影响，在实际生产过程中需要向钢液喷入某些固体溶剂，即变性剂，如硅钙、 稀土合金等改变存在于钢液中凝固的非金属夹杂物的性质，达到消除或减小它们的不利影响，以及改善钢液的可浇铸性。随着国内钢铁工业的迅猛发展和激烈竞争，炼钢厂对脱氧剂提出了愈来愈高的要求希望脱氧效率高、夹杂物容易去除；同时合金收得率高，综合成本低。金属铝是强脱氧剂，铝与氧有很强的亲和力，在炼钢中有脱氧定氮，细化晶粒，阻抑低碳钢的时效，提高钢的低温韧性等有益作用，被广泛作为镇静钢的终脱氧剂。但由于金属铝的熔点低、密度小，又很容易在高温下氧化，因此采用通常的加入方法(投入法或插入法)很难加到钢水深部，铝块容易漂浮在钢水表面，产生铝漂浮和裹渣现象，且铝在钢水中烧损大，铝的收得率很低，脱氧效果不稳定，要想控制钢中残留铝含量比较困难，影响了铸件的品质。同时，用铝块终脱氧时，其脱氧产物Al2O3是带尖角的多角形夹杂物，如果不能及时从钢水中上浮排出，将在钢中积聚，沿晶界呈链状分布，对铸钢件的力学性能，尤其是韧性产生较大的影响。钙是一种活泼的碱性金属元素。熔点为850°C、沸点为1438°C .外层有二个电子， 与氧的亲和力比铝与氧的亲和力强，就是说极易与氧气发生氧化反应，且脱氧能力高于铝。 钙的存在提高了铝的脱氧能力，即达到同样脱氧效果时，减少铝在钢液的溶解量一消耗量，同时铝的存在也减少了强氧化剂钙的脱氧消耗和钙的挥发损失，避免二次氧化时产生更多的Al2O3夹杂而堵塞水口。稀土对钢液具有强烈的脱氧效果，其脱氧能力显著大于铝，同时生产夹杂物颗粒大，在钢液中容易上浮，并且钢中一定量残余固溶稀土的存在对一些高质量钢韧性、耐磨性、耐腐蚀性等重要性能的改善起到独特的冶金效果。尽管稀土这些优越性已经被人们广泛认同，但稀土在炼钢厂使用面临着如下困难(1)稀土容易氧化，不易添加到钢中，致使稀土的收得率低；( 稀土的加入量难以准确量化；C3)生成的稀土夹杂物比重大，不易从钢液中上浮；(4)浇铸时容易产生水口结瘤，难以保证连铸生产顺利进行等。这些问题的存在限制了企业对稀土应用的积极性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，克服了上述钢液冶炼过程中所使用的脱氧剂的不足，实现了脱氧效果强、功能元素收得率高、在钢液中产生的夹杂物颗粒大容易去除的稀土铝锰钙铁合金，它既是强脱氧剂，又是合金的添加剂，又可当成中间合金使用。本专利技术的稀土铝锰钙铁合金的成分(均为重量百分数)为铝Al :40 70 %，Mn 5 20 %，REl 10 %，Ca 1 3 % ；其它残余元素重量不大于5%，余量为Fe所述RE是指稀土铈Ce、镧La或含有至少Ce、La中的一种的混合稀土，在混合稀土中Ce、La的含量不少于90%。所述其它残余元素是指在合金冶炼过程中混入的碳、硫、磷、硅等元素。本专利技术的稀土铝锰钙铁合金的制备方法利用纯铝锭、稀土、金属钙、中碳锰铁、角铁为原料在中频感应炉或工频感应炉中制备稀土铝锰钙铁合金。配料原料成分铝锭(99. 7 99. 9% Al)、稀土(90 98% RE)、金属钙(98 99% Ca)、中碳锰铁(75 82% Mn，0. 7 2% C，余量为Fe)、角铁工艺流程工艺流程为选料配料_装料_融化_除渣_浇筑-称量_成品入库操作步骤(1)铝锭85 90重量％ 金属钙10 15重量％的比例加入感应炉中加热35 50分钟，温度保持在750 850°C，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成高铝钙合金。(2)铝锭85 90重量％ 稀土 10 15重量％的比例加入感应炉中加热35 50分钟，温度保持在750 850°C，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成稀土铝合金。(3)角铁25 35重量％ 中碳锰铁5 15重量％的比例加入感应炉中加热30 40分钟，温度保持在1550 1650°C，再加入步骤(1)制得的高铝钙合金25 35重量％，步骤(1)制得的稀土铝合金25 35重量％，冶炼15 25分钟，关电源，加入2 4重量％ 的铝锭，自然降温到1050 1150°C出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成稀土铝锰钙铁合金。本专利技术的优点是(1)稀土铝锰钙铁合金的比重比纯Al的比重高3. 86，使用方便，脱氧稳定，命中率高，冶炼操作中没有特殊要求，减轻劳动强度。(2)稀土铝锰钙铁合金，成份选配合理，便于运输和保存，不粉化。(3)稀土与硫有很强的亲合性，有脱硫的效果，提高钢的冲击韧性的作用。(4)用稀土铝锰钙铁合金冶炼的钢种废品少，成本低，效益好。(5)用稀土铝锰钙铁合金替代纯AL脱氧，对改变夹杂物形态有显著作用，使夹杂物面积百分数平均值下降38%。单位内面积夹杂物的总个数平均下降39%，夹杂物尺寸分布平均值下降58-63%。(6)对于冶炼沸腾钢和要求酸熔铝(Als)的钢种，效果更好具体实施方式(实施例要给具体值，所以将您给的范围均改为具体的值，用蓝色标出，若与实际不符，请修改)实施例1 (1)铝锭85% 金属钙15%的比例加入感应炉中加热45分钟，温度保持在 850°C，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成高铝钙合金。(2)铝锭90% 稀土 10%的比例加入感应炉中加热38分钟，温度保持在820°C， 出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成稀土铝合金。(3)角铁55% 中碳锰铁7%的比例加入感应炉中加热33分钟，温度保持在 1620°C，加入制得的高铝钙合金15% 稀土铝合金20%冶炼22分钟，关电源，加入3%的铝锭，自然降温到1090°C出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成稀土铝锰钙铁合金。制得的稀土铝锰钙铁合金的化学成分(均为重量百分数)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种稀土铝锰钙铁合金，其特征在于，该合金的成分重量百分数为：铝Ａｌ：４０～７０％，Ｍｎ　５～２０％，ＲＥ１～１０％，Ｃａ　１～３％；其它残余元素重量不大于５％，余量为Ｆｅ；所述ＲＥ是指稀土铈Ｃｅ、镧Ｌａ或含有至少Ｃｅ、Ｌａ中的一种的混合稀土，在混合稀土中Ｃｅ、Ｌａ的含量不少于９０％；所述其它残余元素是指在合金冶炼过程中混入的碳、硫、磷、硅元素。

【技术特征摘要】
1.一种稀土铝锰钙铁合金，其特征在于，该合金的成分重量百分数为铝Al 40 70%，Mn 5 20%，REl 10%，Ca 1 3% ；其它残余元素重量不大于 5%,余量为Fe ；所述RE是指稀土铈Ce、镧La或含有至少Ce、La中的一种的混合稀土，在混合稀土中Ce、La的含量不少于90% ；所述其它残余元素是指在合金冶炼过程中混入的碳、 硫、磷、娃元素。2.—种权利要求1所述稀土铝锰钙铁合金的制备方法，工艺流程为选料配料-装料-融化-除渣-浇筑-称量-成品入库；其特征在于，在工艺步骤中控制的技术参数为(1)铝锭85 90重量％金属钙10 15重量％的比例加入感应炉中加热35 50 分钟，温度保持在750 850°C，出炉倒入模具铸成块状，自然冷却制成高铝钙合金；(2)铝锭85 90重量％稀土 10 1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈向明，曲俊涛，成国光，杨晓红，山丹，
申请(专利权)人：包头市北科创业高新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：15