[发明专利]一种铸钢脱氧合金及其加工方法及其使用方法

说明书

本发明公开一种铸钢脱氧合金及其加工方法及其使用方法，属于铸钢钢水熔炼领域。本发明的脱氧合金按质量百分比计包括以下组分：Re：15‑25％，Ca：8‑20％，Ba：5‑15％，Ti：5‑20％，Zr：5‑20％，Si：5‑20％，Mg：0.5‑3％，余量为Fe。本发明的脱氧合金采用熔铸法制成，适用于铸造普通碳钢、合金钢及不锈钢等铸钢，能有效降低铸钢中氧的含量，减少氧对铸钢含量的有害影响，提高铸钢产品质量。

技术领域

本发明属于铸钢钢水熔炼领域，更具体地说，涉及一种铸钢脱氧合金及其加工方法及其使用方法。

背景技术

铸钢作为一种重要的铸造材质，在国民经济生活中日益广泛地使用，尤其是轨道交通铸钢件，对铸钢材质里的氧含量、夹杂物等要求很高，如何满足日益提高的铸钢产品质量，脱氧剂起到至关重要的作用。

氧对铸钢质量的有害影响，是由于氧在液态和固态钢中的溶解度相差悬殊而造成的，主要有害影响如下：(1)氧是形成铸钢件气孔的原因之一，在钢液凝固过程中，由于氧的溶解度随温度的下降而显著降低，因此，析出的氧便与钢液中的碳发生反应，产生的CO气泡若滞留于钢中便成为气孔；(2)氧促使铸钢热裂的形成，钢液含氧量过高会加剧铸钢热裂倾向，原因是FeO与FeS相遇会形成低熔点(940℃)共晶体(FeO.FeS)，并以薄膜状分布于晶界上，因而易造成热裂；(3)氧是形成非金属夹杂物的主要元素之一，氧可与多种元素发生氧化反应，形成氧化物夹杂，这些夹杂若滞留于钢中，将降低铸钢性能。

综上，脱氧剂在炼钢领域得到广泛应用，但目前广泛使用的钢水脱氧剂中加入了较多的铝，铝具有较强的脱氧效果，但其形成的Al₂O₃细小夹杂物在钢液中难以全部排出，影响钢液质量，使得脱氧剂的实用效果并不理想。

经检索，关于脱氧剂的研究由来已久，已有大量专利公开，如中国专利申请号：2014106792729，申请日：2014年11月24日，发明创造名称为：一种炼钢和/或电渣用硅钙钡镁脱氧剂，该脱氧剂的化学成分质量百分比为：Si：20-50％、Ca：10-40％、Ba：5-20％、Mg：2-10％、RE：0-10％、P≤0.030％、S≤0.040％、C：0-2％，Fe为余量。其制备方法为：先将铁、硅放入熔化炉中熔炼成中间合金，再加入钡、钙、镁和/或稀土，熔化后铸成合金块，控制硅钙钡镁脱氧剂的比重在3-5克/厘米³之间，使用时将硅钙钡镁脱氧剂直接投入炼钢炉和/或电渣重熔结晶器渣池中，该脱氧剂增大了比重，降低了蒸气压，使其沉入渣-钢界面处，生成CaO-BaO-SiO₂型夹杂，颗粒较大、熔点较低、容易被熔渣捕获和上浮去除，从而提高了钢水的清洁度。

又如中国专利申请号：2014102560968，申请日：2014年6月10日，发明创造名称为：不锈钢冶炼用新型无铝复合脱氧剂及其制备方法，该申请案公开了一种不锈钢冶炼用新型无铝复合脱氧剂，由下述重量百分比的组分组成：硅35～55％、钙10～20％、钡15～20％、锶2～7％、铼稀土10～15％、碳≤1％、硫≤0.1％、磷≤0.1％及少量的铁和不可避免的杂质。该申请案的脱氧剂由于不含铝，钢中无三氧化二铝夹杂物，钙元素起到脱氧和脱硫的作用；钡和锶能使钢中夹杂物球化变性，同时有很强的脱氧能力，且在钢液凝固过程中产生的细的非金属夹杂物，促使一次结晶组织更为弥散，可提高钢材结晶组织的弥散度和均匀度。

以上申请案均不失为一种良好的脱氧剂研究方案，但其实用效果仍有提升的空间，行业内也需要研究更为丰富多样的脱氧剂品种，因此对于铸钢脱氧剂的研究一直是行业内的重点。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中脱氧剂使用效果不佳、影响铸钢性能的不足，提供了一种铸钢脱氧合金及其加工方法及其使用方法，这种脱氧合金适用于铸造普通碳钢、合金钢及不锈钢等铸钢，能有效降低铸钢中氧的含量，减少氧对铸钢含量的有害影响，提高铸钢产品质量。

2.技术方案