[发明专利]一种合金钢复合精炼剂及其制备方法

说明书

一种合金钢复合精炼剂，各成分的重量百分比如下：La 18‑20％，TiN 0.1‑0.2％，Si 18‑20％，Al 1.5‑2.5％，Mg 4.0‑5.0％，K 0.75‑1.5％，Na 0.25‑0.5％，B：1.0‑2.0％，余量为Fe。本发明还提供了制备所述复合精炼剂的方法。本发明产品用于合金钢的精炼，其主要作用是快速去除钢中气体(氮气氢气氧气)，有效去除钢中杂质，改善钢中碳化物形态，减小夹杂物对钢基体的割裂作用，细化晶粒，在明显提高材料的洁净度的基础上大幅度提高了铸件的性能。

技术领域

本发明涉及一种铸造材料及制备方法，特别是合金钢复合精炼剂及其制备方法。

背景技术

合金钢是指钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外，还含有其他合金元素或非合金元素的钢。合金钢中的磷、硫、氧等元素是限制合金材料性能的重要原因，磷会引起材料的冷脆，硫和氧则引起材料的热裂，给材料性能带来危害。冶炼钢水进行炉外精炼，降低钢中硫、磷含量，对于提高钢的产品质量、扩大产品品种、降低生产成本具有十分重要的意义。随着科技的高速发展，对钢的性能要求也越来越高，基于钢中杂质对钢的性能影响很大，因此对钢中的硫、磷、气体(N、H、O)及夹杂物的限制越来越严格，提出了洁净钢的概念。钢中的非金属夹杂物包括氧化物、硫化物、硫氧化合物、硅酸盐化合物及氮化物等。这些夹杂物的来源有外来的和自生的两类。外来的夹杂物包括在炼钢过程中从炉料夹带的不洁物，炉衬因经常受侵蚀而脱落的耐火材料等。自生的夹杂物是在炼钢过程中及钢液浇注过程中，由于钢液中元素氧化或发生其它化学反应而生成的。夹杂物对钢的力学性能有害，特别是对韧性的削弱作用较大。若提高钢的性能，提高钢的洁净程度是十分必要的。鉴于此，用于钢精炼过程的精炼剂成为业内人士研究的重点课题。

发明内容

本发明旨在提供一种可减少钢中的非金属夹杂物及氢、氧含量，从而有利于冶炼洁净钢的合金钢复合精炼剂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种合金钢复合精炼剂，各成分的重量百分比如下：La 18-20％，TiN 0.1-0.2％，Si 18-20％，Al 1.5-2.5％，Mg 4.0-5.0％，K 0.75-1.5％，Na 0.25-0.5％，B：1.0-2.0％，余量为Fe。

上述合金钢复合精炼剂，所述复合精炼剂中La源自金属镧，Si源自硅铁，Al源自金属铝，Mg源自金属镁，K、Na源自钾钠长石砂，B源自硼铁，Fe源自废钢，TiN源自氮化钛粉，所述氮化钛粉的平均粒径为3-5微米。

上述合金钢复合精炼剂制备方法，按配比称取各原料，将除氮化钛粉的各原料破碎成小块，混合均匀后放入真空电炉中,用氩气置换炉内空气,升温至1400℃-1450℃，熔炼10-15min,熔炼过程中不停搅拌,待原料充分熔化后，加入称量好的氮化钛粉，充分搅拌1-2分钟，浇注至充有惰性保护气体的水冷模型中，铸锭冷却后通过人工或机械破碎制粒。

本发明产品用于合金钢的精炼，其主要作用是快速去除钢中气体(氮气氢气氧气)，有效去除钢中杂质，改善钢中碳化物形态，减小夹杂物对钢基体的割裂作用，细化晶粒，从而提高钢的洁净度和性能。本发明的有益效果如下：

1、复合精炼剂中的Si、Al、Mg等元素，可以有效地使钢液中的氧降到最低，具有快速脱氧、除氢、去氮的作用；

2、复合精炼剂在钢液中形成含Si、Al的复杂氧化物，调节夹杂物密度和熔点,改善钢液对夹杂物的浸润性和接触表面能,使夹杂物易于排除，有效地脱除夹杂物；

3、复合精炼剂中的纳米级的TiN耐高温，在钢液凝固过程中形成细小的第二相晶核，增加晶核心数量，达到细化晶粒的目的，同时可以有效解决铸件微观疏松缺陷；