煉鋼用鎂合金及煉鋼脫氧方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種煉鋼用鎂合金及煉鋼脫氧方法。所述鎂合金的成分按重量百分比計(jì)由：Al15%～25%，Mg15%～25%，余量的Fe及其它不可避免的雜質(zhì)組成。所述煉鋼脫氧方法包括：采用上述煉鋼用鎂合金對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧處理。本發(fā)明的有益效果包括：在對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧的同時(shí)具有較強(qiáng)的脫硫能力，能夠?qū)撍撗鹾蟮膴A雜物大多轉(zhuǎn)化為復(fù)合夾雜物，能夠有效地改善和提高鋼水質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】煉鋼用鎂合金及煉鋼脫氧方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煉鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)講，涉及一種煉鋼用鎂合金以及一種使用該鎂合金的煉鋼脫氧方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在煉鋼過(guò)程中，脫氧是利用脫氧元素降低鋼液氧含量的過(guò)程，包括與氧有強(qiáng)親和力的脫氧元素和氧發(fā)生的脫氧反應(yīng)及反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的脫氧產(chǎn)物的上浮和排除。鋼中氧含量的高低直接影響到最終鋼材的質(zhì)量和性能。高的氧含量會(huì)導(dǎo)致在鋼液冷凝過(guò)程中，由于碳和氧偏析濃聚，將使碳再次發(fā)生氧化，使鋼中產(chǎn)生氣泡，而影響到鋼材的質(zhì)量；另外，氧還會(huì)以FeO、Fe3O4及其它氧化物形式析出，分布于晶界表面上，使鋼的塑性、機(jī)械性能下降，并產(chǎn)生熱脆、冷脆，對(duì)特殊用途鋼的產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)一系列的危害。
[0003]現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)中，常用脫氧方法主要有三種:擴(kuò)散脫氧、真空脫氧和沉淀脫氧。由于鋁具有脫氧能力強(qiáng)、效率高、夾雜物上浮速度快、殘留于鋼中能細(xì)化晶粒等優(yōu)點(diǎn)，所以鋁作為脫氧劑在煉鋼生產(chǎn)中一直占有重要的角色。但是，用鋁脫氧亦存在一些問(wèn)題:鋁的密度小，致使鋁在鋼液中燒損嚴(yán)重，利用率較低；鋁脫氧后生成高熔點(diǎn)的Al2O3夾雜物引起連鑄水口結(jié)瘤，導(dǎo)致連鑄中斷；鋁脫氧生成的Al2O3夾雜物一旦殘留在鋼中將對(duì)鋼材的橫向力學(xué)性能產(chǎn)生不良影響；鋁資源日益貧乏，致使鋁價(jià)格高，從而使煉鋼成本提高。
[0004]而常用的鈣處理技術(shù)雖然可以使Al2O3和Mns夾雜物變性，有效地解決了連鑄水口結(jié)瘤，并生成了對(duì)鋼質(zhì)量危害相對(duì)較小的鋁酸鈣和CaS夾雜物，而且鈣處理對(duì)鋼的組織和性能也有一定的改善。但鈣處理技術(shù)也帶來(lái)一些不利的問(wèn)題:鈣處理不當(dāng)容易使水口的侵蝕速度加快，并導(dǎo)致鋼水污染；鋁酸鈣熔點(diǎn)低并容易聚集、長(zhǎng)大、排除，但一旦滯留在鋼中就成為大顆粒的夾雜物；鋁酸鈣夾雜物通常軋制后不變形，即成為點(diǎn)狀?yuàn)A雜物。
[0005]因此，開(kāi)發(fā)低鋁、無(wú)鈣系列煉鋼脫氧劑具有非常重要的作用。
[0006]文獻(xiàn)號(hào)為CN90101571.7的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種作發(fā)熱劑用的鎂鋁合金，其成分為(重量百分比):A124~36%以及Si5~7%、Re0.5~1%或Si5.5~7.5%、Mn2~3%或Mn4.5~6.5、Re0.5~1%、Cu3~7%中至少且至多一組，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。文獻(xiàn)號(hào)為CN201110399553.5的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種鎂鋁合金及其制備方法，所述合金的組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:鎂60%~80%，鋁8%~10%，錳0.5%~2.0%,鑭0.1%~1.0%,鈰0.1% ~1.0%,鐠 0.05% ~0.5%,釔 0.1% ~1.0%,鋅 0.1% ~0.5%,鍶 0.5% ~2.0%,雜質(zhì)元素0.001%~0.5%，其制備步驟為采用保護(hù)氣體把上述各組分的金屬在高溫爐中制備成合金，其中熔煉溫度為600°C~800°C，澆注溫度為650°C~750°C。文獻(xiàn)號(hào)為CN200610096511.3的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種含稀土鎂招合金及其熔煉工藝，該合金中Al:1~6wt%, Zn:0.6~2wt%, Ce:0.1~2wt%, Fe:≤0.010wt%, Ni:<0.001wt%。其制法為:先將純鎂放入坩堝熔煉爐里，升溫至700~750°C，再依次放入鋁錠及鋅錠，在690~740°C加入稀土鎂鈰中間合金，攪拌并靜置10~40分鐘，然后在680~740°C進(jìn)行澆注，獲得鑄錠；整個(gè)熔煉過(guò)程，采用SF6、CO2及壓縮空氣所組成的混合氣體保護(hù)熔體。文獻(xiàn)號(hào)為CN200910028340.4的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種鎂鋁合金及其制備方法，該鎂鋁合金的質(zhì)量百分含量為-J~10%A1，0.5~2%Zn，0.5~3%Sn，0.05~3.5%Pb，其余為Mg。該韌性鎂合金的制備方法:將上述配好的純Al錠、Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Zn錠在N2/C02/SF6混合保護(hù)氣氛中一起加熱熔化，混合保護(hù)氣氛中隊(duì)、0)2和SF6的體積比為8: 16: 76。當(dāng)溫度升至700~725°C時(shí)，保溫4~8分鐘后冷卻得到韌性鎂合金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題中的至少一項(xiàng)。
[0008]本發(fā)明的目的之一在于提供一種低鋁、無(wú)鈣的煉鋼用鎂合金及其煉鋼脫氧方法。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠避免因煉鋼鋁脫氧后會(huì)形成簇狀/條狀A(yù)l2O3夾雜而影響鋼水質(zhì)量的鎂合金及其煉鋼脫氧方法。
[0010]本發(fā)明的又一目的在于提供一種能夠避免因鈣脫氧而導(dǎo)致易堵塞水口等問(wèn)題的鎂合金及其煉鋼脫氧方法。
[0011]本發(fā)明的一方面提供了一種煉鋼用鎂合金。所述鎂合金的成分按重量百分比計(jì)由:A115%~25%，Mg 15%~25%，余量的Fe及其它不可避免的雜質(zhì)組成。
[0012]本發(fā)明的另一方面提供了一種煉鋼脫氧方法。所述煉鋼脫氧方法包括:采用如上所述的煉鋼用鎂合金對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧處理。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:在對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧的同時(shí)具有較強(qiáng)的脫硫能力，能夠?qū)撍撗鹾蟮膴A雜物大多轉(zhuǎn)化為復(fù)合夾雜物，能夠有效地改善和提高鋼水質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的煉鋼用鎂合金及煉鋼脫氧方法。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，煉鋼用鎂合金的成分按重量百分比計(jì)由:Al 15%~25%，Mgl5%~25%，余量的Fe及其它不可避免的雜質(zhì)組成。優(yōu)選地，該鎂合金的成分按重量百分比計(jì)可包含:A118%~23%，Mg 18%~23%。
[0016]為了便于在脫氧操作時(shí)使用并獲得良好的脫氧效果，在本發(fā)明中，可將鎂合金制成具有50~IOOmm粒度的合金塊；或者，可將鎂合金先破碎至2~5mm的粒度，然后進(jìn)行包芯操作，制成包芯線(xiàn)。
[0017]在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，煉鋼脫氧方法包括:采用如上所述成分的煉鋼用鎂合金對(duì)鋁脫氧后的鋼水進(jìn)行脫氧處理。鎂合金的加入量可根據(jù)鋼水成分及脫氧要求加入。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，煉鋼脫氧方法可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn):先將所述鎂合金破碎成粒度為50~IOOmm的合金塊，然后在出鋼過(guò)程中待出鋼30s后將該合金塊加入到鋼包中；或者，先將所述鎂合金破碎成粒度為2~5mm的顆粒并制成包芯線(xiàn)，然后待出鋼結(jié)束后通過(guò)喂線(xiàn)機(jī)將所述包芯線(xiàn)加入到鋼液中。
[0019]本發(fā)明煉鋼用鎂合金及煉鋼脫氧方法在對(duì)鋼水脫氧的同時(shí)具有較強(qiáng)的脫硫能力，鋼水脫氧后夾雜物大多轉(zhuǎn)化為復(fù)合夾雜物，其中Al2O3夾雜物主要轉(zhuǎn)變?yōu)镸gO -Al2O3等，F(xiàn)eS和MnS等硫化物夾雜轉(zhuǎn)變成MgS等復(fù)合硫化物夾雜，有效改善、提高了鋼水質(zhì)量，解決煉鋼鋁脫氧后會(huì)形成簇狀/條狀A(yù)l2O3夾雜，鈣脫氧后易堵塞水口等問(wèn)題。
[0020]下面結(jié)合具體示例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0021]示例I
[0022]在本示例中，煉鋼用鎂合金的成分按重量百分比計(jì)為:A123%，Mgl8%，其余為Fe及含量不超過(guò)0.5%的雜質(zhì)。
[0023]將該鎂合金破碎成粒度為70~90mm左右的合金塊，在上述鋼水的出鋼過(guò)程中，待出鋼30s后加入5kg/tFe的合金塊到鋼包中，對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧并對(duì)夾雜物進(jìn)行改性。
[0024]經(jīng)檢測(cè)，經(jīng)本示例脫氧處理后，鋼水中的氧含量為200ppm，脫硫率為24%。
[0025]示例2
[0026]在本示例中，煉鋼用鎂合金的成分按重量百分比計(jì)為:A118%，Mg23%，其余為Fe及含量不超過(guò)0.6%的雜質(zhì)。
[0027]將該鎂合金破碎成 粒度為3~4_左右的顆粒并經(jīng)包芯操作制成包芯線(xiàn)，待出鋼結(jié)束后通過(guò)喂線(xiàn)機(jī)將4.6kg/tFe的包芯線(xiàn)加入到鋼液中，對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧并對(duì)夾雜物進(jìn)行改性。
[0028]經(jīng)檢測(cè)，經(jīng)本示例脫氧處理后，鋼水中的氧含量為190ppm，脫硫率為29%。
[0029]示例 3
[0030]在本示例中，煉鋼用鎂合金的成分按重量百分比計(jì)為:A119%，Mg21%，其余為Fe及含量不超過(guò)0.8%的雜質(zhì)。
[0031]將該鎂合金破碎成粒度為70~90mm左右的合金塊，在上述鋼水的出鋼過(guò)程中，待出鋼30s后加入4kg/tFe的合金塊到鋼包中，對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧并對(duì)夾雜物進(jìn)行改性。
[0032]經(jīng)檢測(cè)，經(jīng)本示例脫氧處理后，鋼水中的氧含量為210ppm，脫硫率為31%。
[0033]本發(fā)明的煉鋼用鎂合金和脫氧方法的優(yōu)點(diǎn)包括:能夠在對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧的同時(shí)，具有較強(qiáng)的脫硫能力，例如，脫氧后氧含量可降至200ppm，脫硫率可達(dá)20%以上；能夠有效地改善和提高鋼水質(zhì)量。
[0034]盡管上面已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種煉鋼用鎂合金，其特征在于，所述鎂合金的成分按重量百分比計(jì)由:A115%~25%，Mg 15%~25%，余量的Fe及其它不可避免的雜質(zhì)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼用鎂合金，其特征在于，所述鎂合金的成分按重量百分比計(jì)包含:Al18% ~23%, Mg 18% ~23%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼用鎂合金，其特征在于，所述鎂合金為具有50~IOOmm粒度的合金塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼用鎂合金，其特征在于，所述鎂合金具有2~5mm的粒度并被制成包芯線(xiàn)。
5.一種煉鋼脫氧方法，其特征在于，所述煉鋼脫氧方法包括:采用如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的煉鋼用鎂合金對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煉鋼脫氧方法，其特征在于，所述煉鋼脫氧方法先將所述鎂合金破碎成粒度為50~IOOmm的合金塊，然后在出鋼過(guò)程中待出鋼30s后將該合金塊加入到鋼包中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煉鋼脫氧方法，其特征在于，所述煉鋼脫氧方法先將所述鎂合金破碎成粒度為2~5_的顆粒并制成包芯線(xiàn)，然后待出鋼結(jié)束后通過(guò)喂線(xiàn)機(jī)將所述包芯線(xiàn)加入到鋼液中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煉鋼脫氧方法，其特征在于，所述鋼水為經(jīng)鋁脫氧后的鋼水或經(jīng)鈣脫氧后的鋼水。
【文檔編號(hào)】C21C7/06GK103540837SQ201310544696
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】王建, 陳煉, 陳永, 戈文蓀, 李龍, 曾建華, 蔣龍奎, 楊森祥, 杜利華 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司