含高活性金属炼钢用合金块的制备方法

摘要

本发明提供了含高活性金属炼钢用合金块的制备方法，属于炼钢技术领域。本发明的技术方案是通过调整高活性金属和常规金属在模具中的布料顺序及位置，和/或将高活性金属用金属箔包裹的方式装入模具中，进行液压压制制备合金块，实现了高活性金属与空气的有效隔绝，避免了高活性金属的氧化损耗，防止成品合金块在储存过程中的粉化，降低合金块的生产成本。

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及含高活性金属炼钢用合金块的制备方法。

背景技术

炼钢用合金通常都是由熔炉将各种金属熔化化合得到，其熔炼成本很高，很多特殊合金如含钙、镁等金属的合金，其在熔炼时由于金属钙、镁等和其他金属相比其熔点和沸点低，活性强，易挥发，不等合金出炉，大部分钙、镁等金属在冶炼过程中就会从金属液中上浮挥发和氧化损耗掉，因此熔炼的金属收得率很低，导致成本增加。

更重要的是，高活性金属在合金制备时的处理是本方法的关键，高活性金属例如钙，暴露在空气中会自然氧化成为氧化钙，失去合金原有的作用，所以一般的混料压制成型后，金属块表面的活性金属会自然氧化剥落，产生的空隙会导致活性金属的氧化反应会向金属块内部渗透，氧化反应产生的膨胀将会导致整个合金块的粉化。

此外，本文将钙、镁及类似于钙或镁，熔点和/或沸点低于常规的炼钢温度，且容易被空气氧化的金属称为高活性金属；将铝、铁及类似于铝或铁，沸点或熔点高于常规的炼钢温度，且不易被空气氧化的金属称为常规金属。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述不足，提供一种能够有效防止高活性金属氧化损耗和合金块粉化，降低合金生产成本的含高活性金属炼钢用合金块的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：含高活性金属炼钢用合金块的制备方法，包括以下步骤：

①分别称取制备合金块所需重量份的高活性金属粉和常规金属粉，分开配料，备用，其中的高活性金属粉尽量减少与空气的接触；

②将所述常规金属粉装于模具底部，放金属筒于所述模具中央，向所述金属筒内装入所述高活性金属粉，并尽量减少与空气的接触，再将所述常规金属粉装于所述金属筒与所述模具之间的环形区域内，拉出所述金属筒，最后将所述常规金属粉盖于所述模具内物料的顶部，即完成布料；

③将所述布料后的模具送入液压机压制成型，即得合金块。

含高活性金属炼钢用合金块的另一种制备方法，包括以下步骤：

①分别称取制备合金块所需重量份的高活性金属粉和常规金属粉，分开配料，备用，其中的高活性金属粉尽量减少与空气的接触；

②使用金属箔将所述高活性金属粉和/或常规金属粉配料包好，制成小包裹，尽量减少与空气的接触；

③将所述常规金属粉装于模具底部，放所述小包裹于所述模具中央，再用所述常规金属粉覆盖所述小包裹；

④将模具送入液压机压制成型，即得合金块。

所述常规金属包括铁和/或铝。

所述高活性金属包括钙和/或镁。

所述金属箔由延展性能良好的所述常规金属制成。

所述金属箔为铝箔。

所述将常规金属粉装于模具底部的装入量至少要完全覆盖所述模具的底部。

所述液压机压制的压力为100~1200吨。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

①本发明含高活性金属炼钢用合金块的制备方法，利用模具，采用液压压制成型，既满足传统合金的炼钢使用效果，相比常规的熔炼方法，又可以获得多相不均质的特殊功能复合材料和制品；此外，具有省工省时，提高合金性能，提高合金利用率，降低成本的优点。

②在布料的过程中，巧妙地利用金属筒，将高活性金属粉填充在模具的中心，并用常规金属粉包覆，有效地避免高活性金属与空气的接触，这样通过液压压制制备出的合金块为常规金属包裹的高活性金属块，其组分组成既不影响使用效果，又使高活性金属得到有效保护，可长期存放不粉化。

③在布料的过程中，使用金属箔将高活性金属粉和/或常规金属粉配料包好，直接将小包裹放于模具中央，然后用常规金属粉覆盖，有效避免高活性金属与空气的接触，利用液压压制制备出的合金块为常规金属包裹的高活性金属块，其组分组成既不影响使用效果，高活性金属也得到有效保护，可长期存放不分化；但是需要注意的是，该方法要求制备合金块的成分元素中有延展性较大的金属，可以确保该金属能够制成金属箔。

本发明工艺简单，构思巧妙，不仅在配料、制备过程中，而且在成品的储存过程中均有效地隔绝高活性金属与空气的接触，制备出的合金块长时间存放不粉化，省工省时，节约成本，具有显著的进步性。

具体实施方式

为了更详细地进一步阐明而不是限制本发明，给出下列实施例。

实施例一

以铝钙合金块的制备为例，其中，钙为高活性金属，铝为常规金属，铝具有良好的延展性。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的钙粉和铝粉，分开配料，备用，其中钙粉尽量减少与空气的接触；

②将铝粉装于模具底部，放金属筒于所述模具中央，向所述金属筒内装入所述钙粉，并尽量减少与空气的接触，再将铝粉装于所述金属筒与所述模具之间的环形区域内，拉出所述金属筒，最后将铝粉盖于所述模具内物料的顶部，即完成布料；

③将所述布料后的模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的另一种制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的钙粉和铝粉，分开配料，备用，其中钙粉尽量减少与空气的接触；

②使用铝箔将所述钙粉和/或铝粉配料包好，制成小包裹，尽量减少与空气的接触；

③将铝粉装于模具底部，放所述小包裹于所述模具中央，再用所述铝粉覆盖所述小包裹；

④将模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

在本发明中铝粉在模具底部的装入量不定，但至少要完全覆盖模具的底部，实际生产中可根据炼钢需要进行调整；用此方法生产制备的铝钙合金在生产过程中不会造成钙的氧化损失，由于钙包裹于铝块内部，长时间放置不会出现铝钙合金块的粉化现象，极大地降低了铝钙合金块的生产成本。

实施例二

以铝镁钙合金块的制备为例，其中，镁和钙为高活性金属，铝为常规金属，铝具有良好的延展性。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的钙粉、镁粉和铝粉，分开配料，备用，其中钙粉和镁粉尽量减少与空气的接触；

②将铝粉装于模具底部，放金属筒于所述模具中央，向所述金属筒内装入所述钙粉和镁粉，并尽量减少与空气的接触，再将铝粉装于所述金属筒与所述模具之间的环形区域内，拉出所述金属筒，最后将铝粉盖于所述模具内物料的顶部，即完成布料；

③将所述布料后的模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的另一种制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的钙粉、镁粉和铝粉，分开配料，备用，其中钙粉和镁粉尽量减少与空气的接触；

②使用铝箔将所述钙粉和/或镁粉和/或铝粉配料包好，制成小包裹，尽量减少与空气的接触；

③将铝粉装于模具底部，放所述小包裹于所述模具中央，再用所述铝粉覆盖所述小包裹；

④将模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

在本发明中铝粉在模具底部的装入量不定，但至少要完全覆盖模具的底部，实际生产中可根据炼钢需要进行调整；用此方法生产制备的铝镁钙合金在生产过程中不会造成钙和镁的氧化损失，由于钙和镁包裹于铝块内部，长时间放置不会出现铝镁钙合金块的粉化现象，极大地降低了铝镁钙合金块的生产成本。

实施例三

以铝镁钙铁合金块的制备为例，其中，镁和钙为高活性金属，铝和铁为常规金属，铝具有良好的延展性。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的钙粉、镁粉、铝粉和铁粉，分开配料，备用，其中钙粉和镁粉尽量减少与空气的接触；

②将铝粉和/或铁粉装于模具底部，放金属筒于所述模具中央，向所述金属筒内装入所述钙粉和镁粉，并尽量减少与空气的接触，再将铝粉和/或铁粉装于所述金属筒与所述模具之间的环形区域内，拉出所述金属筒，最后将铝粉和/或铁粉盖于所述模具内物料的顶部，即完成布料；

③将所述布料后的模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的另一种制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的钙粉、镁粉、铝粉和铁粉，分开配料，备用，其中钙粉和镁粉尽量减少与空气的接触；

②使用铝箔将所述钙粉和/或镁粉和/或铝粉和/或铁粉配料包好，制成小包裹，尽量减少与空气的接触；

③将铝粉和/或铁粉装于模具底部，放所述小包裹于所述模具中央，再用所述铝粉和/或铁粉覆盖所述小包裹；

④将模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

在本发明中铝粉和/或铁粉在模具底部的装入量不定，但至少要完全覆盖模具的底部，实际生产中可根据炼钢需要进行调整；用此方法生产制备的铝镁钙铁合金在生产过程中不会造成钙和镁的氧化损失，由于钙和镁包裹于铝和/或铁块的内部，长时间放置不会出现铝镁钙铁合金块的粉化现象，极大地降低了铝镁钙铁合金块的生产成本。

实施例四

以硅铝钙合金块的制备为例，其中，钙为高活性金属，铝和硅为常规金属，铝具有良好的延展性。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的铝粉、硅粉和钙粉，分开配料，备用，其中钙粉尽量减少与空气的接触；

②将铝粉和/或硅粉装于模具底部，放金属筒于所述模具中央，向所述金属筒内装入所述钙粉，并尽量减少与空气的接触，再将铝粉和/或硅粉装于所述金属筒与所述模具之间的环形区域内，拉出所述金属筒，最后将铝粉和/或硅粉盖于所述模具内物料的顶部，即完成布料；

③将所述布料后的模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

本发明含高活性金属炼钢用合金块的另一种制备方法，可按下述步骤进行：

①分别称取制备合金块所需重量份的铝粉、硅粉和钙粉，分开配料，备用，其中钙粉尽量减少与空气的接触；

②使用铝箔将所述钙粉和/或铝粉和/或硅粉配料包好，制成小包裹，尽量减少与空气的接触；

③将铝粉和/或硅粉装于模具底部，放所述小包裹于所述模具中央，再用所述铝粉和/或硅粉覆盖所述小包裹；

④将模具送入液压机，在100~1200吨的压力下压制成型，即得合金块。

在本发明中铝粉和/或硅粉在模具底部的装入量不定，但至少要完全覆盖模具的底部，实际生产中可根据炼钢需要进行调整；用此方法生产制备的钙铁合金在生产过程中不会造成钙的氧化损失，由于钙包裹于铁块的内部，长时间放置不会出现钙铁合金块的粉化现象极大地降低了钙铁合金块的生产成本。

本发明中炼钢用合金块的组分比例不构成对本发明的限制，可根据用户需求加工包含不同组成比例的高活性金属和常规金属的合金块。

综上所述，本发明《含高活性金属炼钢用合金块的制备方法》所述及的各项权利要求及技术支撑已经明确，凡依据本发明的技术支撑实质所作的任何修改与变化仍属于本发明技术支撑的范围内。