专利名称：钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金及其制备方法
技术领域：
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。
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，锰合量较低；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便。
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。
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(％)是铝21-40；硅10-20；锰35-54；碳＜1；磷＜0.2；硫＜0.03；铁余量；本发明优选的重量百分组成(％)是铝23±2；
硅18±2；锰50±4；碳＜1；磷＜0.2；硫＜0.03；铁余量；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。
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。本发明制备方法依次按照以下步骤进行(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℃；(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，成渣除去。
(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铁模，铸锭全程时间＜8分钟；(6)冷却快速冷却，至铸锭敞开表面呈桔红色(＜900℃)时脱模空冷。
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＞99.9％。
而所说的铸锭用铁模的壁厚≥2cm，以期铸模具有足够的热容量和散热面积。
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。
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％的硼铁，来实现其除碳目的。
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1、向中频炉内加入含硅量为17％，含锰量为67％的硅锰含金(昆明合金厂生产)346Kg，升温至1350℃重熔。
2、加入含硅量为99％的金属硅29Kg，除碳。
3、加入30％萤石粉和70％工业食盐重量组成的造渣料2Kg，造渣。
4、加入含铝量为99.99％的金属铝95Kg，升温至1350℃。
5、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。
6、控制铝硅锰合金熔液在铸模中凝固冷却速度大于120℃/秒。待铸锭敞开表面冷却至桔红色(＜900℃)时脱模空冷。
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20.3％，含硅量为17.5％，含锰量为50.2％。
若要制备其它不同重量百分组成(％)的铝硅锰合金，则可以按照所需含量配比，将所需原料称重，且依次按照所说步骤进行即可。而其熔炼温度、铸模壁厚、铸绽全程时间和脱模空冷温度等，均如同典型实施例。
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遍好评。
权利要求
1.一种特别适用于管线钢钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金，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21-40；硅10-20；锰35-54；碳＜1；磷＜0.2；硫＜0.03；铁余量；
2.根据权利要求1所述的钢水脱氧·合金添加复合用铝锰铁合金，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；
3.如权利要求1所述的钢水脱氧·合金添加复合用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％的工业食盐的造渣料，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的熔液快速铸入铁模，铸锭全程时间＜8分钟；(6)冷却快速冷却，至铸锭呈桔红色(＜900℃)时脱模空冷。
4.根据权利要求3所述的钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金制备方法，其特征在于，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＞99.9％。
5.根据权利要求3所述的钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金制备方法，其特征在于，所说的铸锭用铁模的壁厚≥2cm。
6.根据权利要求3所述的钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金制备方法，其特征在于，所说的冷却步骤还采用吹风激冷。
全文摘要
本发明公开了一种特别适用于冶炼管线钢的钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金及其制备方法。它的重量百分组成(%)为Al21－40；Si10－20；MN35－54；C<1.0;P<0.2;S<0.03;Fe余量。其制备方法依次按以下步骤进行:硅锰合金重熔、加硅除碳、加造渣料造渣、加铝、铸锭、冷却。本发明与已有技术相比较,具有锰的烧损小、渣易上浮,能有效地起到脱氧、合金化和净化钢水的复合作用;且可一次投料,而缩短冶炼时间,提高炉时产量,节减炼钢成本和制备工艺简便,成品不会粉化等特点,是目前一种理想的冶炼管线钢的脱氧·合金添加复合剂。
文档编号C22C35/00GK1320709SQ0110811
公开日2001年11月7日 申请日期2001年3月6日 优先权日2001年3月6日
发明者梅国平, 徐建民, 章汉云 申请人:江苏江南铁合金有限公司