本发明专利技术属于钢铁冶炼脱氧技术领域，是一种用于钢水脱氧的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂及其制备方法，复合脱氧剂在转炉、电炉出钢过程中或RH、LF、VD等精炼过程中加入，对钢水进行脱氧。该合金由下述重量百分比的组分组成：Si?40～50%、Ca?10～12%、Al?3～4%、Mg?1～1.5%、RE?10～20%，余量为铁。其制备方法为：1）采用真空炉冶炼，将熔炼炉抽真空并充入保护气体；2）炉温经预热加入预热的中间合金Si-Ca、Al、Si、Fe；3）待炉料熔化后加入预热的稀土镁中间合金，最后加入纯稀土元素，熔化后搅拌均匀，搅拌后静置；4）将铸型预热，进行浇注。本发明专利技术把易挥发元素Ca、Mg以中间合金Si-Ca及稀土镁的形式加入，减少Ca、Mg元素的烧损率，提高该类合金脱氧效果及去除夹杂物能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶炼脱氧
，是一种用于钢水脱氧的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂及其制备方法。在转炉、电炉出钢过程中或RH、LF、VD等精炼过程中加入，对钢水进行脱氧。
技术介绍
随着科技的发展，工业上以及日常生活中，对钢的需求越来越多，对钢的质量要求也越来越高，钢质量向纯净化、超纯净化的方向发展，要求钢中的有害元素含量及夹杂物的控制越来越严格，这势必对钢铁用脱氧剂等原料的质量提出了更高的要求。稀土具有与氧较强的吸附作用，能够起到净化钢液和变质夹杂的作用，从而能够大大提高钢水的纯净度。目前，金属铝作为一种深脱氧剂已在转炉或电炉出钢过程中普遍使用，其具有良 好的脱氧性能已得到大家的认同，脱氧能力强，效率高。目前所使用的脱氧剂有金属铝锭、铝铁等，但其脱氧后产生的Al2O3固体夹杂物会大量存在于钢水中，不易上浮，若在此后的冶炼工艺中不将其去除，不但会造成连铸时水口结瘤，而且会促进模铸钢锭A偏析的形成，更会降低成品钢的机械性能和机加工性能。为了消除钢水中Al2O3夹杂物造成的缺陷，近年来在钢包中喂入SiCa包芯线或钙线，使钢水中Al2O3固体夹杂物在金属钙的作用下变成12Ca0 ·7Α1203液相上浮到顶渣中，或使Al2O3不规则夹杂物变性为球状夹杂物。但是此种方法钙线利用率低且成本较高。大型钢锭、铸件、坯料的内部缺陷问题备受科研工作者和企业界关注。虽然在脱氧机理及脱氧产物的去除方面取得很大的进展，但还未从根本上消除或减轻。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，有效制备含稀土的复合脱氧剂，提高合金的利用率，降低钢中的全氧含量，形成液态夹杂物，促使夹杂物迅速上浮，解决钢中纯净性问题。本专利技术的技术方案是一种Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂，按重量百分比计，其组分和含量如下Si40 50%、Ca 10 12%、Al 3 4%、Mg I L 5%、稀土元素 RE 10 20%，余量为铁。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂，按重量百分比计，稀土元素FE优选15 18%。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂的制备方法，包括如下步骤I)采用真空炉冶炼，将熔炼炉抽真空至10 20Pa，并充入保护气体；2)炉温加热至400 500°C，按比例加入预热的中间合金Si-Ca和Al、Si、Fe，将炉温缓慢升温，升至1400 1600°C ；3)待炉料熔化后，按比例加入预热的稀土镁中间合金，最后按比例加入纯稀土元素，熔化后搅拌均匀，搅拌后静置3 5分钟；4)将金属铸型预热200 300°C，待合金液的温度降至1400 1500°C时，进行浇注，完成制备。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂的制备方法，将熔炼炉抽真空至10 20Pa，保持5 15min后，充入氩气进行熔炼保护，压力O. 02 O. 06MPa,并将炉加热至400 500。。。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂的制备方法，以中间合金硅钙、稀土镁和铝、硅、铁、稀土元素为原料，加入炉前要预热100 200°C，并将其破碎成10 IOOmm的块状。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂的制备方法，步骤2)加入中间合金之后，将炉温按30 50°C /min缓慢升温，升至1400 1600°C。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂的制备方法，稀土元素RE选用镧与铈比例1:2的混合物，镧与铈的纯度大于99wt%。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂的制备方法，待炉料完全熔化后5 15min，加入预热100 200°C的稀土镁中间合金，稀土镁的成分为RE 3 6%、Si 30 40%、Mg 3 ·10%、Ca 3 10%、余量Fe ;最后加入纯稀土元素，熔化后搅拌均匀，搅拌后静置3 5min。所述的Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂的制备方法，浇注成钢锭之后，砸成块状或制备成丝状。本专利技术具有如下有益效果I.本专利技术工艺设计合理,通过加入Si-Ca和稀土镁中间合金,大大减少了 Ca、Mg等易挥发元素的烧损率，提高了合金的利用率，成功制备出了复合脱氧剂，从而大大提高该类合金的脱氧效果及去除夹杂物的能力。2.本专利技术产品合金元素配比合理，密度小，为3. 6g/cm3 ;熔点低，有利于钢液合金元素的吸收，脱氧效果好。3.本专利技术设计制备稀土复合脱氧剂工艺合理，流程简单，安全性高，可操作性强，工业容易实现。4.采用本专利技术含稀土的复合脱氧剂，该脱氧剂是由各种相对稳定的中间合金或单质组合构成的块状组合物，该组合物的组合成分及与钢中氧结合形成的低熔点、细小弥散的夹杂物彻底避免了现有技术的不足。5.本专利技术稀土元素、钙、硅和铝的配合使用，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。附图说明图I为实施例I的脱氧剂示意图。图2为实施例2的脱氧剂示意图。图3为实施例3的脱氧剂示意图。具体实施例方式本专利技术Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂及其制备方法，Si-Ca-Al-Mg-RE复合脱氧剂由下述重量百分比的组分组成Si 40 50%、Ca 10 12%、A1 3 4%、Mgl_l. 5%、RE 10 20%,余量为铁,具体步骤如下I)采用真空炉冶炼，将熔炼炉抽真空至10 20Pa，并充入氩气保护。2)炉温加热至400 500°C，按比例加入预热100 200°C的中间合金Si-Ca和Al、Si、Fe等，原料的尺寸为10 IOOmm块状，将炉温按30 50°C /min缓慢升温，升至1400 1600。。。3)待炉料熔化后按比例加入预热100 200°C的稀土镁中间合金，稀土镁的成分为RE 3 6%、Si 30 40%、Mg 3 10%、Ca 3 10%、余量Fe。最后按比例加入纯稀土元素，熔化后搅拌均匀，搅拌后静置3 5分钟。4)将金属铸型预热200 300°C，待合金液的温度降至1400 1500°C时，进行浇注，完成制备。 下面结合附图和实施例详述本专利技术。实施例I浇注5kg稀土复合脱氧剂。将熔炼炉抽真空至10Pa，保持5min后，并充入氩气保护，氩气压力O. 05MPa。炉温加热至400。。，加入Si-Ca, Al、Si、Fe等分别为:2300g、171g、916g和163g，同时预热100°C，原料的尺寸为20mm，呈块状，将炉温按30°C /min缓慢升温，升至1450°C。待炉料熔化后，加入942g稀土镁中间合金，同时预热100°C，稀土镁的成分为RE 4%、Si 40%,Mg 8%、Ca3%、余量Fe。最后加入纯稀土元素959g (稀土元素RE中，镧与铈的重量比例为I :2)，熔化后搅拌均匀，搅拌后静置3分钟。将金属铸型预热200°C，待合金液的温度降至1480°C时，进行浇注，完成制备。经检验，稀土复合脱氧剂的成分为Si 45. 5%、Ca 11. 8%、Al 3. 2%, Mg 1. 2%、RE 16. 2%, Fe 17. 9%。本实施例中，复合脱氧剂密度为3. 6g/cm3，溶化区间为1200°C -1400°C。复合脱氧剂浇注成钢锭之后，砸成20 30mm块状(见图I)，在转炉、电炉出钢过程中或RH、LF、VD等精本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Si？Ca？Al？Mg？RE复合脱氧剂，其特征在于，按重量百分比计，其组分和含量如下：Si？40～50%、Ca？10～12%、Al？3～4%、Mg？1～1.5%、稀土元素RE？10～20%，余量为铁。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高金柱，傅排先，刘宏伟，李殿中，夏立军，康秀红，李依依，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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