一种转炉用铝系脱氧增碳合金及其制造方法与流程

本发明属于冶金
技术领域：
，特别涉及一种转炉用铝系脱氧增碳合金及其制造方法。
背景技术：
：在生产中碳钢的过程中，一般会采取增碳法。以q235b为例，转炉出钢碳能达到0.07～0.09％，炉后还需补加增碳剂。增碳剂的特点是轻，易漂浮。如果钢水不经过lf精炼处理，增碳剂不易均匀分布于钢液中，需要氩站强烈的搅拌，这就会造成温度的损失而必须进lf升温，造成转炉“直上”工艺的失败。要想完成转炉“直上”工艺，最好的办法是在脱氧的同时直接完成增碳，但是由于增碳剂轻，生产合金时常规工艺很难保证合金的均匀化。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种转炉用铝系脱氧增碳合金及其制造方法，将熔化后的铝液中加入增碳剂，利用电磁力将增碳剂均匀搅入，保证合金的均匀化，以便在增碳法生产中碳钢过程中，在转炉炉后将该合金加入，即可完成脱氧，又可以进入钢水内部完成增碳，避免单独加增碳剂漂浮于钢液的弊病，缩短处理时间，满足对转炉直上的中碳钢在温度的全程控制上的需要。本发明通过以下技术方案实现：一种转炉用铝系脱氧增碳合金，其特征在于：合金的组成成分为铝、碳、铁，以合金的总重量为基准，各成分的重量百分比为：铝40％～50％，碳18％～22％，铁28％～48％，合金粒度为30～50mm。一种转炉用铝系脱氧增碳合金的制造方法，其特征在于，具体步骤为：(1)原料使用铝锭、增碳剂、粒度为5～12mm的工业纯铁；(2)在感应炉坩埚内将铝锭熔化，再按照合金成品含量的比例加入增碳剂和工业纯铁，同时施加螺旋电磁搅拌，螺旋电磁搅拌电流150～250a，频率2.5～4hz，待合金完全凝固后停止螺旋电磁搅拌；(3)利用破碎机将合金破碎成粒度为30～50mm的小块，包装。本发明的铝系脱氧增碳合金用于转炉炉后脱氧和增碳，根据不同炉子的收得率、氧含量和脱氧程度来计算合金的加入量，在高位料仓或者料斗完成该合金的添加。本发明利用螺旋电磁搅拌将增碳剂和铁块搅入熔化后的铝液，使漂浮的增碳剂能够搅入铝液中，保证了合金的均匀化，在增碳法生产中碳钢过程中，在转炉炉后将该合金加入，即可完成脱氧，又可以进入钢水内部完成增碳，避免了单独加增碳剂漂浮于钢液，不易熔化的弊病，缩短了处理时间，使钢水迅速增碳，满足转炉中碳钢直上温度的需要。附图说明附图1为本发明螺旋电磁搅拌结构示意图；图2为传统电磁搅拌金属液流动轨迹主视图；图3为图2的俯视图；图4为图2的侧视图；图5为本发明螺旋电磁搅拌金属液流动轨迹主视图；图6为图5的俯视图；图7为图5的侧视图。图中：1螺旋电磁搅拌器，2感应炉内坩埚，3金属液。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。如图1、5、6和7所示，螺旋电磁搅拌可以将不同密度、不同成份的金属熔体，或者金属熔体与固体颗粒混合在一起。由于螺旋电磁搅拌可以推动金属熔体在三维方向上流动，即熔体中不仅有周向的旋转流动，同时还存在垂直方向的流动，因而金属熔体或金属熔体与固体颗粒的混合物的成份会相对均匀，并且混合物的成份分布与密度的相关性大大降低，可以有效降低密度不同带来的成分不均。坩埚2中盛放有金属液3，在螺旋电磁搅拌器1的作用下，金属液3在周向流动的同时还具有上下、内外的流动。如图2、3和4所示，传统电磁搅拌时合金液3主要做环形运动，金属液3的内-外、上-下交换比较少。而采用螺旋电磁搅拌时，金属液3不仅具有周向运动，同时在径向和轴向的流动也被加剧，因而具有很好的搅拌效果，可以有效促进金属液3的同时凝固，降低铸锭中心缺陷，还可以减轻铸坯密度偏析程度。实施例1：脱氧合金的制备和使用：(1)脱氧增碳合金的组成成分为铝、碳、铁。以脱氧增碳合金的总重量为基准，各成分的重量百分比为：铝45％，碳20％，铁35％。合金粒度为30～50mm；(2)脱氧增碳合金制作原料使用铝锭、增碳剂、工业纯铁铁块粒度5～12mm。先在熔池将铝锭熔化，再按照成品含量比，即铝：碳：铁＝45：20：35的比例加入增碳剂和工业纯铁铁块，同时施加螺旋电磁搅拌，螺旋电磁搅拌电流180a，频率2.8hz，待合金完全凝固后停止螺旋电磁搅拌；(3)利用鄂破机将脱氧增碳合金破碎成粒度为30～50mm的小块，包装。本发明的脱氧增碳合金用于转炉生产q235b钢进行的炉后脱氧，脱氧增碳合金从料斗添加，加入量为2.01kg/t钢。脱氧增碳合金的效果评价：对制备好的脱氧增碳合金进行化学分析，随机抽检样品，共抽检5个样品，化学成分见表1。可见各样本之间成分波动很小，成分波动都在0.3％以下。此外采用扫描电镜观察脱氧增碳合金内部增碳剂细粉分布情况，证明增碳剂在脱氧增碳合金内部均匀分散，未见团聚现象。说明螺旋电磁搅拌确实可以保证合金成分均匀。表1脱氧增碳合金组分重量百分比(wt％)组分铝碳铁样本145.119.935样本245.220.134.7样本345.12034.9样本44520.234.8样本544.920.135脱氧剂使用：钢液目标化学成分，各元素重量百分比为：c＝0.16％、si＝0.10％、mn＝0.45％、s<0.030％、p<0.025％，其余为fe和少量杂质元素；转炉出钢量为130t，脱氧增碳合金加入量为261.3kg，对比同浇次未使用该脱氧增碳合金(使用常规脱氧合金和增碳剂)的20罐次平均值，lf炉搅拌时间缩短2.7min，参见表2。表2搅拌时间的变化情况工艺搅拌时间(min)同浇次加常规脱氧合金和增碳剂罐次lf搅拌时间均值20.9同浇次加本发明脱氧增碳合金的18.2实施例2：脱氧合金的制备和使用：(1)脱氧增碳合金的组成成分为铝、碳、铁。以脱氧增碳合金的总重量为基准，各成分的重量百分比为：铝48％，碳21％，铁31％。合金粒度为30～50mm；(2)脱氧增碳合金制作原料使用铝锭、增碳剂粉、工业纯铁铁块粒度5～12mm。先在熔池将铝锭熔化，再按照成品含量比，即铝：碳：铁＝48：21：31的比例加入增碳剂和工业纯铁铁块，同时施加螺旋电磁搅拌，螺旋电磁搅拌电流190a，频率2.7hz，待合金完全凝固后停止螺旋电磁搅拌；(3)利用鄂破机将脱氧增碳合金破碎成粒度为30～50mm的小块，包装。本发明的脱氧增碳合金用于转炉生产q235b钢进行的炉后脱氧，脱氧增碳合金从料斗添加，加入量为1.98kg/t钢。脱氧合金的效果评价：对制备好的脱氧增碳合金剂进行化学分析，随机抽检样品，共抽检5个样品，化学成分见表3。可见各样本之间成分波动很小，成分波动都在0.3％以下。此外采用扫描电镜观察脱氧增碳合金内部增碳剂细粉分布情况，证明增碳剂在脱氧增碳合金内部均匀分散，未见团聚现象。说明螺旋电磁搅拌确实可以保证合金成分均匀。表3脱氧增碳合金组分重量百分比(wt％)组分铝碳铁样本147.82131.2样本248.121.230.7样本34821.230.8样本448.22130.8样本54821.130.9脱氧剂使用：钢液目标化学成分为：各元素重量百分比为：c＝0.16％、si＝0.10％、mn＝0.45％、s<0.030％、p<0.025％，其余为fe和少量杂质元素；转炉出钢量为130t，脱氧增碳合金加入量为257.4kg，对比同浇次未使用该脱氧剂(使用常规脱氧合金和增碳剂)的20罐次平均值，lf炉搅拌时间缩短2.2min，参见表4。表4搅拌时间的变化情况工艺搅拌时间(min)同浇次加常规脱氧合金和增碳剂罐次lf搅拌时间均值20.3同浇次加本发明脱氧增碳合金的18.1比较例：比较例的脱氧剂成分与实施例1一致，所不同的是在制备过程未采用螺旋电磁搅拌工艺。脱氧剂的制备和使用：(1)脱氧合金的组成成分为铝、碳、铁。以脱氧合金的总重量为基准，各成分的重量百分比为：铝45％，碳20％，铁35％。合金粒度为30～50mm；(2)脱氧合金制作原料使用铝锭、增碳剂、工业纯铁铁块5～12mm。先在熔池将铝锭熔化，再按照成品含量比，即铝：碳：铁＝45：20：35的比例加入增碳剂和工业纯铁铁块。(3)将常规电磁搅拌开到完全凝固为止，电流185a，频率2.7hz，利用鄂破机将脱氧合金破碎成粒度为30～50mm的小块，包装。(4)产品用于转炉生产q235b钢进行的炉后脱氧，脱氧合金从料斗添加，加入量为2.01kg/t钢。脱氧合金评价：对制备好的脱氧合金进行化学分析，随机抽检样品，共抽检5个样品，化学成分见表5。可见各样本之间成分波动很大。说明未采用螺旋电磁搅拌很难保证合金成分均匀。表5脱氧增碳合金组分重量百分比(wt％)组分铝碳铁样本1452035样本245.820.234样本345.619.634.8样本445.419.235.4样本544.920.634.5当前第1页12