一种稀土铝钙铁合金
阅读：49发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种稀土铝钙铁合金专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种稀土 铝 钙 铁 合金 ，它可以使 钢 中的夹杂物变性，生产出高洁净度钢材，尤其是使高深冲性能的低 碳 低 硅 板材 冶炼 工艺得到改进。从而满足高档次 汽车 、家电等对所用钢板的性能要求。该合金的成分及其含量为：Al 30～60wt％，Ca 1～10wt％，RE 1～20wt％，C 0～0.08wt％，Si 0～0.5wt％，S 0～0.03wt％，P 0～0.03wt％，不可避免杂质元素总量0.001～1wt％，余量为铁。所述RE为稀土Ce、La中的一种或两种。，下面是一种稀土铝钙铁合金专利的具体信息内容。
一种稀土铝钙铁合金
技术领域
本发明涉及一种稀土铝钙铁合金，属于钢铁冶金领域。 背景技术
在钢铁冶炼的过程中，为了保证钢液的洁净，必须去除钢液中的碳、氧等 杂质，才能提高钢的质量。炼钢脱氧主要用添加脱氧剂来完成，脱氧剂主要为 铝。但同时易二次氧化而产生Al203夹杂而影响钢的性能，需要在后续的工序中 得到有效去除。
为了有效地去除由于大量的铝加入而生成的氧化铝脱氧产物，目前主要采 取的办法为：（l)延长真空搅拌时间，促进夹杂物上浮。但这种方法必然会延长 精炼时间，增加生产成本和降低产量。（2)铝脱氧后在真空熔池中加入一定成分
的渣剂，这种渣剂主要成分为CaO，其作用是能有效地吸附从钢液中上浮到钢
液表面的氧化铝夹杂物。这种方法的不足在于：当加入渣剂后，不仅会造成钢 液温度损失，同时熔化这些渣剂也需要2~3分钟时间；另外， 一旦加入方法不 确当也会造成这些渣剂被巻入钢液，对钢液形成污染等现象。（3)对氧化铝夹杂
物进行变性。如：在钢液中添加钙元素，使得钢中氧化铝夹杂物结合形成钙铝
复合氧化物，尤其是形成如12CaO • 7Al203这种低熔点大颗粒夹杂物，这种夹杂 物一方面容易从钢液中上浮去除，另一方面由于其熔点较低，在浇注过程不容 易造成水口结瘤，保证浇注顺行。但由于金属钙在炼钢温度下容易气化，因此 不容易加入，收得率很低。
除了钙能使氧化铝夹杂物变性以外，近年来，国内外对稀土在钢中夹杂物 的改性和变质作用十分重视。但从现有技术来看，稀土合金中稀土的含量较低(0.03〜lwt%)，不足以使产生的Al203夹杂物变性。或者在合金中没有添加有益
的钙元素，在改善钢的性能方面得不到理想的效果。
在钢铁冶炼的过程中，为了保证钢液的洁净，必须去除钢液中的碳、氧等 杂质，才能提高钢的质量。炼钢脱氧主要用添加脱氧剂来完成，脱氧剂主要为 铝。但同时易二次氧化而产生Al203夹杂而影响钢的性能，需要在后续的工序中 得到有效去除。
为了有效地去除由于大量的铝加入而生成的氧化铝脱氧产物，目前主要采 取的办法为：（l)延长真空搅拌时间，促进夹杂物上浮。但这种方法必然会延长 精炼时间，增加生产成本和降低产量。（2)铝脱氧后在真空熔池中加入一定成分
的渣剂，这种渣剂主要成分为CaO，其作用是能有效地吸附从钢液中上浮到钢
液表面的氧化铝夹杂物。这种方法的不足在于：当加入渣剂后，不仅会造成钢 液温度损失，同时熔化这些渣剂也需要2~3分钟时间；另外， 一旦加入方法不 确当也会造成这些渣剂被巻入钢液，对钢液形成污染等现象。（3)对氧化铝夹杂
物进行变性。如：在钢液中添加钙元素，使得钢中氧化铝夹杂物结合形成钙铝
复合氧化物，尤其是形成如12CaO • 7Al203这种低熔点大颗粒夹杂物，这种夹杂 物一方面容易从钢液中上浮去除，另一方面由于其熔点较低，在浇注过程不容 易造成水口结瘤，保证浇注顺行。但由于金属钙在炼钢温度下容易气化，因此 不容易加入，收得率很低。
除了钙能使氧化铝夹杂物变性以外，近年来，国内外对稀土在钢中夹杂物 的改性和变质作用十分重视。但从现有技术来看，稀土合金中稀土的含量较低(0.03〜lwt%)，不足以使产生的Al203夹杂物变性。或者在合金中没有添加有益
的钙元素，在改善钢的性能方面得不到理想的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种稀土铝钙铁合金，它可以使钢中的夹杂物变性，生产 出高洁净度钢材，尤其是使高深冲性能的低碳低硅板材冶炼工艺得到改进。从而满 足高档次汽车、家电等对所用钢板的性能要求。
本发明的另一个目的是提供上述合金的制备方法。
本发明的稀土铝钙铁合金，其成分及其含量为：Al 30〜60wt%， Ca l〜 10wt%， REl〜20wt%， C0〜0.08wt%， Si 0〜0.5 wt%， S 0〜0.03 wt%， P 0〜 0.03 wt%，不可避免杂质元素总量0.001〜1 wt%，余量为铁。
本发明的稀土铝钙铁合金中的RE为稀土Ce 、 La中的一种或两种。
该合金的主耍特点为：（l)采用稀土、铝、钙多元素复合脱氧的原理，显著提 高了合金对钢液的脱氧效率；（2)脱氧所形成的复合夹杂物容易在钢液中上浮； (3)容易形成低熔点夹杂物，克服由于氧化铝过多造成连铸过程中的水口结瘤现 象；（4)合金屮的铁、稀土元素显著增加了合金比重，使得添加过程中能快速进 入钢液，提高了铝、钙、稀土的脱氧和夹杂物变性效果，提高丫合金成分的利 用效率；（5)解决了深冲钢RH精炼过程中钙处理和稀土添加方面的难题；（6)含 有极低含量的碳、硅等杂质元素，不会对钢液造成增碳，增硅方面的不足；（7) 加入方法简单、方便，不易粉化，保存时间长。
该产品尤其适合高质量的低碳、低硅，具有优良深冲性能的板材在冶炼中 使用，尤其在RH冶炼超低碳钢过程中的应用更具有其独特性。
该合金的制备方法为：利用纯铝锭、稀土、金属钙和低碳优质废钢通过感 应炉两歩法熔炼工艺制备出符合要求的成品合金。基木工艺为：首先以纯铝锭、稀土、金属钙为原料利用感应炉熔化和混合 制备出一定成分的稀土铝钙初始合金，这是第一歩。然后再利用优质废钢和铝 锭为原料在感应炉中熔炼成铝铁母液，再添加在上述第一歩中已经制备好的初 始稀七铝钙合金，并在感应炉内均匀混合达到最终成分要求，然后浇注成型、 冷却后进入产品库。 具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明。
按照本发明提供的稀土铝钙铁合金在实际钢液中进行脱氧实验，实验在20 公斤真空感应炉上完成。
实验方法如下：选用一定成分优质废钢(碳含量为0.03〜0.05wt。/。),首先在大 气条件下熔化完毕，然后进行真空脱碳处理，当碳含量达到小于0.005wtM后， 破真空，扒渣，测定钢中的氧含量为0.025〜0.040wt。/。，然后重新抽真空，使钢 液保持在真空条件下。在该条件下，添加不同合金(铝铁、铝钙铁、稀土铝钙铁) 进行脱氧和合金化，添加完后，利用感应搅拌3分钟，在真空下取样分析钢中 铝含量和全氧含量并用电镜观察夹杂物大小和数量，比较这三种不同脱氧工艺 对钢液洁净度的影响。所有三种合金剂按照同样的铝添加量加入计算，铝的理 论加入量为0.10%(铝的收得率按100%计算)。
不同合金脱氧效果对比成分(wt。/。)如下表所示。table see original document page 5table see original document page 6
本发明的另一个目的是提供上述合金的制备方法。
本发明的稀土铝钙铁合金，其成分及其含量为：Al 30〜60wt%， Ca l〜 10wt%， REl〜20wt%， C0〜0.08wt%， Si 0〜0.5 wt%， S 0〜0.03 wt%， P 0〜 0.03 wt%，不可避免杂质元素总量0.001〜1 wt%，余量为铁。
本发明的稀土铝钙铁合金中的RE为稀土Ce 、 La中的一种或两种。
该合金的主耍特点为：（l)采用稀土、铝、钙多元素复合脱氧的原理，显著提 高了合金对钢液的脱氧效率；（2)脱氧所形成的复合夹杂物容易在钢液中上浮； (3)容易形成低熔点夹杂物，克服由于氧化铝过多造成连铸过程中的水口结瘤现 象；（4)合金屮的铁、稀土元素显著增加了合金比重，使得添加过程中能快速进 入钢液，提高了铝、钙、稀土的脱氧和夹杂物变性效果，提高丫合金成分的利 用效率；（5)解决了深冲钢RH精炼过程中钙处理和稀土添加方面的难题；（6)含 有极低含量的碳、硅等杂质元素，不会对钢液造成增碳，增硅方面的不足；（7) 加入方法简单、方便，不易粉化，保存时间长。
该产品尤其适合高质量的低碳、低硅，具有优良深冲性能的板材在冶炼中 使用，尤其在RH冶炼超低碳钢过程中的应用更具有其独特性。
该合金的制备方法为：利用纯铝锭、稀土、金属钙和低碳优质废钢通过感 应炉两歩法熔炼工艺制备出符合要求的成品合金。基木工艺为：首先以纯铝锭、稀土、金属钙为原料利用感应炉熔化和混合 制备出一定成分的稀土铝钙初始合金，这是第一歩。然后再利用优质废钢和铝 锭为原料在感应炉中熔炼成铝铁母液，再添加在上述第一歩中已经制备好的初 始稀七铝钙合金，并在感应炉内均匀混合达到最终成分要求，然后浇注成型、 冷却后进入产品库。 具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明。
按照本发明提供的稀土铝钙铁合金在实际钢液中进行脱氧实验，实验在20 公斤真空感应炉上完成。
实验方法如下：选用一定成分优质废钢(碳含量为0.03〜0.05wt。/。),首先在大 气条件下熔化完毕，然后进行真空脱碳处理，当碳含量达到小于0.005wtM后， 破真空，扒渣，测定钢中的氧含量为0.025〜0.040wt。/。，然后重新抽真空，使钢 液保持在真空条件下。在该条件下，添加不同合金(铝铁、铝钙铁、稀土铝钙铁) 进行脱氧和合金化，添加完后，利用感应搅拌3分钟，在真空下取样分析钢中 铝含量和全氧含量并用电镜观察夹杂物大小和数量，比较这三种不同脱氧工艺 对钢液洁净度的影响。所有三种合金剂按照同样的铝添加量加入计算，铝的理 论加入量为0.10%(铝的收得率按100%计算)。
不同合金脱氧效果对比成分(wt。/。)如下表所示。
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