专利名称：用于炼钢的铁包铝钙合金及其制备方法
技术领域：
本发明是一种用于炼钢的铁包铝钙合金及其制备方法，属于金属材料冶金技术领 域。
背景技术：
钙是碱土金属，比重为1. 54/cm3,熔点842 °C，沸点为1484 °C，蒸气压为 11.33Kpa(983°C)。具有很强的还原性，特别是与氧、硫等有很强结合力。用于炼钢脱氧不 但脱氧效果好，还增加钢水流动性，促进钢水中夹杂物的快速上浮。由于它的理化性能，很 难在炼钢中直接使用。需要把钙与铁、锰等比重大、熔点高的元素制成合金。由于钙在空气 中熔炼时燃烧和氧化十分严重，制合金又比较困难，因此在炼钢脱氧中没有充分利用。目前 炼钢脱氧主要是用铝和铝基复合合金。用铝脱氧的产物为三氧化二铝，熔点高(2100°C)， 不易上浮，在钢水产生二次夹杂。铝的熔点660°C比重2.7g/cm3，它的熔点和比重与钙很相 近并与钙能形成合金。把铝钙制成合金用于炼钢脱氧不但脱氧能力增强而且钢水中夹杂物 易上浮。但铝钙合金的比重轻(2g/cm3左右)，熔点、燃点低(700°C左右)，不能沉入钢水中， 浮在钢水表面便开始燃烧，利用率十分低(20%左右)。要把铝钙与比重大熔点高的铁、锰 制合金，因为有铁或锰的钙铝铁合金，熔点高(1200°C以上)，钙与铁或锰形成合金比较困 难，钙的烧损大，增加生产成本。因此，如何把铝、钙合金制成比重、熔点高的脱氧剂，同时又 能减少钙的烧损是我们研究的目标。
发明内容
本发明的目的是加大铝钙合金的比重，提高熔点同时在制备过程中又减少钙的烧 损，充分发挥铝钙合金在炼钢中的作用，研制了铁包铝钙合金。本发明所述的铁包铝钙合金，是先将铝和钙用重熔法制成线/棒/块/粒的铝钙 合金。再用钢板将其铝钙合金包在其中，简称铁包铝钙。以此增加铝钙合金的比重和熔点， 使铝钙合金能沉钢水深处脱氧，增加在钢水中的停留时间，充分发挥铝钙的脱氧作用。现有技术方案为钙铝铁合金，其有效成分为铝和钙，加铁主要是为了增加铝钙合 金的比重。由于制造铝钙铁时熔点高(1200°C以上)，使得钙的烧损和氧化严重，烧损在5% 左右。而本发明同样有效成分的铝和钙，为了增加比重和在钢水中的熔化时间，外包铁。这 样熔炼铝钙合金的温度较低(750-800°C )钙的烧损只有钙铝铁合金的10%左右，从而降低 生产成本。现有技术方案中Ca Al大于1，小于1.5，因此本发明钙和铝调比时应Ca Al 小于1，大于1. 5，而且制备方法也有不同。本发明的技术方案为用钢板将铝钙合金包裹，制成铁包铝钙。其特征在于，先 将铝和钙用重熔法制成铝钙合金，降低钙的蒸气压，在炼钢脱氧时不会使钢水喷贱，使用安 全。合金中含Al 10-90%，余量为钙和不可避免的杂质。在铝钙合金中还可以加入镁和稀 土 1-10% (质量百分比以下同)中的一种或两种增加它的脱氧能力。再将铝钙合金制成 铝钙线Φ5-15πιπι，或Φ15-60πιπι的棒或块或粒l-10mm。再将上述铝钙合金用钢板(铁皮)包入其中，从而提高铝钙合金的比重。上述的铁包铝钙中的铝和钙成分根据钢材的需要设 定，如果用于高铝钢，铝钙合金中含铝就应高些，不但达到脱氧效果，还能满足钢中对铝的 要求。铁包铝钙的形状以及大小也根据生产企业要求制备。钢板的厚度在0.2-10mm之间， 应根据对铁包铝钙比重要求选择。一般配制铁包铝钙的比重在3.0-4. 5g/cm3为宜。比重 大钢板应厚些，比重小钢板应薄些。下面通过具体实施例说明本发明。实施例1，用500KVA的低频电炉制备铝钙合金。总投料300Kg，其中金属铝240Kg、 金属钙60Kg。将炉料投电炉送电熔化，50分钟炉内温度达800°C左右，铝和钙全部熔化，出 炉铸成Φ 40mm棒。将铝钙合金棒用2. Omm钢板做包皮送入包皮机，制Φ 42mm、长50mm铁包 铝钙。其比重为3.4g/cm3。合金成分A179.4%、Cal9. 5%、余量为杂质。实施例2，用630KVA工频炉制备铝钙稀土合金，总投料500Kg、其中金属铝190Kg、 金属钙300Kg。稀土 10Kg，将炉料投入电炉送电熔化、40分钟炉内温度达800°C左右，铝钙 稀土全部熔化，出炉铸成Φ 15mm丝。再将铝钙稀土合金用2. 5mm带钢做包皮，用包芯机制 成包芯线、再切成50mm是长的段、包装入库。合金成分A137.6%，Ca58.9%, Rel. 8%余量 为杂质，铝钙稀土合金段比重为3. 5g/cm3。实施例3，用630KVA的工频电炉制备铝钙镁合金，总投料500Kg，其中金属铝 250Kg、金属钙230Kg、金属镁20Kg。合金成分:Α149· 3%, Ca45. 2%, Mg3. 7%余量为杂质。 用造粒机制成O5-10mm的铝钙镁粒，用包芯线机制成Φ20πιπι的铝钙镁合金包芯线，切成 20mm的线段。用带钢厚4. 0mm，钙合铝钙镁合金线比重为4. 5g/cm3。实施例4，用630KVA的工频电炉制备铝钙镁稀土合金，总投料为500Kg。其中金属 铝320Kg、金属钙160Kg、金属镁10Kg、稀土 10Kg。熔炼45分钟出炉。合金成分Ai63. 3%, Ca31. 6%,Mgl. 9%,Rel. 9%，余量为杂质。用破碎机制0. 5-IOmm3的颗粒，用0. 6mm钢板做 皮，在包皮机中制成50mm3的方块。上述铝钙合金中的杂质主要是Si和Fe及微量的S和P，这些杂质是原材料中带入 的。由于铝和钙熔化合金中不含铁，熔化温度较低(750-800°C )钙烧损很少在1_3%。。 与制造钙铝铁合金比钙的烧损只有它的10%左右。某厂用产品铁包铝钙(A139.6%、 Ca58. 9% )与钙铝铁合金(Ca57. 3%, A138. 6%、余量为Fe)进行对比试验，其效果基本相 同。用此方法将铝钙合金制成铁包铝钙合金，用于炼钢脱氧不但脱氧能力强而且又能提高 钢的质量降低生产成本。减少钙的烧损，有较好的经济效益和社会效益。
权利要求
用于炼钢的铁包铝钙合金及其制备方法，其特征在于，将铝和钙制成铝钙合金，将铝钙合金用钢板包在其中制成铁包铝钙合金。
2.根据权利要求1所述的铁包铝钙合金，其特征在于，铝钙合金中含铝质量百分比 10-90%、余量为钙和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的铁包铝钙合金，其特征在于，铝钙合金还可含有质量百分比 1-10 %的镁和稀土中的一种或两种。
全文摘要
本发明涉及一种炼钢脱氧剂铁包铝钙合金及其制备方法，将铝和钙制成铝钙合金。铝钙合金中含铝10-90％的质量百分比，余量为钙和不可避免的杂质。铝钙合金中还可含有1-10％的质量百分比的镁和稀土中的一种或两种。再将铝钙合金用钢板包在其中，制铁包铝钙合金。它不但炼钢脱氧能力强，而且钙的烧损少，降低生产成本，有较好经济效益和社会效益。
文档编号C21C7/04GK101906506SQ201010256500
公开日2010年12月8日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者谢应凯, 谢应旭 申请人:谢应凯;谢应旭