钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金及其制备方法

1.一种特别适用于管线钢钢水脱氧·合金添加复合铝硅合金， 它含有铝、硅、锰、铁、磷和硫以及不可避免的其它杂质，其特征在 于，它的重量百分组成(％)是：
铝    23±2；
硅    18±2；
锰    50±4；
碳    ＜1；
磷    ＜0.2；
硫    ＜0.03；
铁    余量；
2、根据权利要求1所述钢水脱氧·合金添加复合铝硅锰合金制 备方法，其特征在于，依次按照如下步骤进行：
(1)重熔：根据用料配比称重将含硅量＞16％、含锰量＞66％的硅 锰合金投入中频炉，升温至1300～1350℃；
(2)除碳：根据用料配比称重将含硅量＞99％的金属硅投入第一步 所制取的熔液内；
(3)造渣：将重量百分组成为30％萤石粉和70％工业食盐的造渣 料，投入第二步所制取的熔液内，经充分搅拌除渣；
(4)加铝：根据用料配比称重将含铝量＞99％金属铝投入第三步所 制取的除渣熔液内，升温至1350±5℃；
(5)铸锭：将第四步所制取熔液快速铸入壁厚≥2cm的铁模，铸 锭全程时间＜8分钟；
(6)冷却：快速冷却，吹风激冷，至铸锭敞开表面呈桔红色(＜900 ℃)时脱模空冷。

所属技术领域\n本发明属于合金技术，具体涉及一种适用于含锰系列合金钢，特别是管线 钢冶炼的脱氧·合金添加复合用的铝硅锰合金及其制备方法。\n背景技术\n随着国民经济的发展，特别是我国西部大开发战略的实施，含锰合金钢系 列产品尤其是管线钢的需用量将日趋增加。管线钢冶炼的脱氧和合金添加，是 制备适用合格钢材的重要工艺环节。而其脱氧，可采用的脱氧剂如铝铁，这在 已有技术中取得了明显效果；而合金添加，可采用硅锰铁，这也在已有技术中 采用。这种分两步分别投加脱氧剂和合金添加剂的冶炼工艺，很显然存在着料 仓增加，工艺流程长，炉前管理和操作麻烦，劳动强度大，且由于冶炼时间延 长而影响炉时产量等不足。而中国专利公开的名称为“新型多元强复合脱氧剂、 添加剂”，申请号为93103724.7，其合金的作用，是根据所冶炼的钢种的不同， 而调整使用不同的合金。一般说：当用作脱氧剂时，则铝含量较高，锰含量较 低；而用作合金化剂时，则锰含量较高，铝含量较低，这无疑给炼钢厂带来了 物料管理和使用的不使。\n发明内容\n本发明的目的在于提供一种含铝量和含锰量相对较高，且不会粉化的铝硅 锰合金，以克服已有技术的不足。\n实现本发明目的所采取的技术方案是：它含有铝、硅、锰、铁、磷和硫以 及不可避免的其它杂质，其特征在于，它的重量百分组成(％)是：\n铝    23±2；\n硅    18±2；\n锰    50±4；\n碳    ＜1；\n磷    ＜0.2；\n硫    ＜0.03；\n铁    余量；  \n由以上所给出的本发明的重量百分组成可见，由于提高了它的含铝量，不 但明显提高了钢水脱氧效果，且与此同时，明显具有以铝保锰的作用，而有效 降减了锰的烧损量；由于铝、硅、锰所生成的复合氧化物(渣)的熔点低、颗粒大， 易于上浮除渣，而有利于净化钢水；由于本发明的铝硅锰合金的质量(比重)大， 易进入钢水，不易烧损，而铝、硅的利用率高，锰的收得率高；由于在钢水冶 炼时，可以一步投加，而节减了料仓，简化了工艺，降低了劳动强度，缩短了 冶炼时间，提高了炉时产量。与已有技术相比，它所具有的突出的实质性特点 和显著进步，是显而易见的。\n本发明的制备方法，必须有效解决铝硅锰合金的粉化问题，以期满足钢水 冶炼的实际应用。本发明的发明人充分考虑到当含铝量＞30％，以及其较高的碳 含量，是所说合金致成粉化的主要因素。其有关粉化机理，在本公司在先申请 的专利号为94111237.3的说明书中，已经作了描述。为此，本发明采取加硅除 碳和铸锭激冷的技术措施，以解决所说的粉化问题。本发明制备方法按照以下 步骤进行：\n(1)重熔：根据用料配比称重将硅锰合金投入中频炉，升温至1300～1350℃；\n(2)除碳：根据用料配比称重将金属硅投入第一步所制取的熔液内；其化学 反应表示式是 Si+C→SiC ，成渣除去；\n(3)造渣：将重量百分组成为30％萤石粉和70％工业食盐的造渣料，投入第 二步所制取的熔液内，经充分搅拌除渣；\n(4)加铝：根据用料配比称重将金属铝投入第三步所制取的除渣熔液内，升 温至1350±5℃；\n(5)铸锭：将第四步所制取熔液快速铸入铁模，铸锭全程时间＜8分钟；\n(6)冷却：快速冷却，至铸锭敞开表面呈桔红色(＜900℃)时脱模空冷。\n而所说的硅锰合金的含硅量＞16％，含锰量＞66％，而所说的金属硅的含硅 量＞99％，所说的金属铝的含铝量＞99％。\n而所说的铸锭用铁模的壁厚≥2cm，以期铸模有足够的热容量和散热面积。\n而所说的冷却步骤还采用吹风激冷，以期实现夏季高温季节的快速冷却。\n当然，在所说的制备方法的第二步除碳步骤，还可以采取投加含钛量为95％ 金属钛，或者投加含硼量为20％硼铁，来实现其除碳目的。\n具体实施方式\n本发明制备方法的典型实施例是：以500Kg中频炉为例，总投料量为470Kg， 且依次按照以下步骤进行：\n1、向中频炉内加入含硅量为17％，含锰量为67％的硅锰合金(昆明合金厂 生产)346Kg，升温至1350℃重熔。\n2、加入含硅量为99％的金属硅29Kg，除碳。\n3、加入30％萤石粉和70％工业食盐重量组成的造渣料2Kg，造渣。\n4、加入含铝量为99.99％的金属铝95Kg，升温至1350℃。\n5、将第4步所制备的熔液，快速铸入壁厚为20mm的铁模内，铸锭。铸锭 全程时间为5分钟。\n6、控制铝硅锰合金熔液在铸模中凝固冷却速度大于120℃/秒。等铸锭敞开 表面呈桔红色(＜900℃)时脱模空冷。\n通过上述步骤，可制备铝硅锰合金445Kg，其收得率达到94.6％。所说合 金含铝量为21.3％，含硅量为17.5％，含锰量为50.2％。\n本发明铝硅锰合金，试用于上海宝钢冶炼管线钢150炉次的对比结果显示： 每炉冶炼时间缩短10～15min；直接生产成本降低3元/吨钢。若以宝钢年生产铝 ---硅镇静钢500万吨计算，每年可节减生产成本1500万元；经检测钢材的纯净 度符合标准，各项指标都有显著提高；所说合金存放3个月以上不粉化。因而， 本发明铝硅锰合金，得到了宝钢首肯，博得了生产一线职工的普通好评。