铸钢熔炼中铝硅铁脱氧剂的应用

伤饮：铂铜熔炼呻铝矗饮脱氟动的应月》

１８３

铸钢熔炼中铝碴铁脱氧剂的应用

李长东

（一汽铸造有限公司特铸厂熔模车间１３００１１）

长期以来，我厂铸钢熔炼中的脱氧工艺一直采用传统的“三步脱氧法”，即。锰铁．硅铁．铝”，其中锰铁和硅铁兼顾钢液中Ｍｎ和Ｓｉ的调整，只有铝做为纯粹的脱氧剂，用于起重要作用的终脱氧。

由于金属铝的密度小，仅为２．７９／ｃｍ３：

表一铝硅铁合金的规格牌号

元素含量（％）

合金牌号

鳓

Ｒ蚺Ｊ５０Ｓｉｆ０

ＡＩ４８～５２４８～５２４８～５２４８～５２

ＦｅＣ．ＰＳ

８～１２１６～２０１８～２２２５～２９

余量余量

≤０．６≤０．６≤Ｏ．６

≤０．６

≤Ｏ．０５≤ｏ．０５≤０．０５≤０．０５

≤０．０５≤Ｏ．０５≤Ｏ．０５≤Ｏ．０５

Ｆ．漶１５０ｓｉｌ８Ｆ；酗＾５０Ｓｉ２０Ｆ—吐如Ｓｉ２７

余量余量

熔点低，仅为６５８℃；所以在密度为７．ｏｇ／ｃｍ３的钢水中极易上浮，在１５８０３２以上的高温中严重烧损，最终收得率极低，脱氧效果很差。而且铝的脱氧产物为尖角状的非金属夹杂物Ａｌ：ｏ，，还恶化了钢水纯

根据我厂的实际情况及试验结果，最后确定使用的合金牌号为ＦｅＡｌ５０Ｓｉ２０。二铝硅铁合金的脱氧特点

ｌ、作用相当于硅铁和铝同时脱氧。

度，降低铸件的机械性能。因此，多年来

我厂铸钢件的废品率居高不下，其主要原因是气孔废品。据统计，１９９０＂＂１９９９年，铸钢件的气孔废品率平均达５．６％以上。为解决这个问题，我们通过多次试验、研究，从１９９６年开始，用铝硅铁合金做为复合脱氧剂代替纯铝对钢水进行脱氧。一铝硅铁复合脱氧剂的性质

由Ａｌ、Ｓｉ、Ｆｅ的三元相图可知，三个元素可以任何比例互溶，其中Ａｉ５０％、Ｓｉ２０

２、由于铝硅铁熔点高于纯铝，在钢水

中烧损小，最终钢水中【％Ａｌ】高，铝的脱氧利用率大大提高。

铝在钢水中的脱氧反应为，：

３【Ｏ】＝（Ａｌ：Ｏ，）

而钢水中氧量［％Ｏ】为：

２［Ａｌ】＋

【％ｏ】＝３√｛ａ＾１２０，／ＫＸｆ２＾．×，ｏ【％Ａｌ】）

式中ｒ一活度

卜一活度系数

Ｋ?—曩他０３／ａ２ＡＩＸａ３０

可见，随［％Ａｌ】提高，［％ｏ】降低，钢水脱氧效果明显。

％、Ｆｅ３０％时，熔点为９００℃，但由于其凝

固特征为糊状凝固，实测熔点为１０５０℃。铝

硅铁合金的密度为４．１７９／ｃｍ３，实际体积密度

为３．５９／ｃｍ３。

．

３、由于铝硅铁密度大于纯铝，更易下

沉到钢水内部，起到沉淀脱氧的最佳效果。

４、铝硅铁脱氧产物为硅铝酸盐，较铝脱氧产物ＡＩ：０，易于在钢水中上浮。

目前国内生产的铝硅铁合金牌号见表

中国发动机铸件生产技术研讨会论文集

１８４鸽饮：锑铜熔炼中锯厦锹髓氟荆饷应用

根据斯托克定律，钢水中脱氧产物上１降低铸件气孔废品。经统计，浮速度为：１９９０一－１９９５年我厂铸钢件气孔废品率为

Ｖ＝２／９×ｇ／Ｔｌ×ｒ２（ｐ＿一ｐＪ５．６５％，１９９６年开始应用铝硅铁复合脱氧＝８．３８×１０‘３（６．９４－－ｐＪ×ｒ２剂，１９９６～２００２年气孔废品率为３．６５％，降式中ｒ一重力加速度低了２％。尤其是重点铸件在下道工序加工

Ｉｌ一一钢液粘度时发现的内在气孔由１５％以上降低到５％左

ｒ一脱氧产物半径右，降幅更大。

ｐ－、ｐ囊一一钢水及脱氧产物２铸件力学性能提高。对比情况见表二：

（夹杂物）密度表二铝硅铁脱氧与纯铝脱氧的铸件力学性

上式说明，脱氧产物上浮速度Ｖ与ｒ２成能对比

正比。用铝硅铁脱氧时，Ｓｉ和Ａｌ同时作用于镥件牌号时间０羽咀Ｕｏ如蚴６（％），（％）钢水中的【Ｏ】，形成多元脱氧产物，呈液１９９０～１９９５年５１２２８９１６．５２６

笳３５

态，熔点低，容易聚合成较大的质点，使１９９６～１９９９钽５３２２８６１６．６２６．２ｒ加大，上浮速度Ｖ急剧加快，脱氧产物易于１９９０～１９９５年５∞３３ｌ１２．８２１

ＺＧ帖

１９９６～１９９９年５９０３３６１２．８２１．１

从钢水表面的熔渣中排除。

５铝硅铁复合脱氧剂含Ｓｉ２０％，按３铸件晶粒度等级提高。原用铝脱０．２％的加入量，则对钢水增Ｓｉ约Ｏ．０３％，故氧，晶粒度为６．４＂７．３级，夹杂物为Ｉ型、可在调整钢水成份时留出０．０３％余量，这可Ⅱ型。用铝硅铁脱氧，晶粒度达到６．６～减少增硅时硅铁用量。．７．７级，夹杂物为Ⅲ型细小二级。可见，铝

三铝硅铁脱氧工艺硅铁脱氧对细化铸件晶粒有一定作用。

熔炼设备：０．５吨中频感应炉。五结论

铸件牌号：ＺＧ３５、ＺＧ４５。１铝硅铁脱氧剂与纯铝相比，可大大脱氧方式：沉淀脱氧法。提高铸钢熔炼的脱氧效果，明显减少铸件加入方法：两次脱氧。第一次出炉前气孔废品，获得经济效益显著。ｔ

加入，第二次出完半炉时加入。２铝硅铁脱氧剂可改善铸件的综合机

加入顺序：锰铁一一硅铁一一铝一一械性能。

铝。３铝硅铁脱氧剂脱氧产物易于排除。

脱氧时间：第一次加入时，钢水温度因此，铝硅铁合金是一种用于铸钢熔应达到大铸件１５４０～１５６０℃，小铸件１５６０＂－＂炼中性能优良的复合脱氧剂。

１５８０℃。第二次在钢水出到全炉二分之一时但是，因２００３年我厂进的一批铝硅铁合加入炉内。金质量不合格，现在只好暂时用纯铝做脱

加入量：第一次脱氧０．１％，第二次脱氧剂。待联系到质量稳定的铝硅铁生产厂氧０．１％（半炉），总量０．１５％。家再继续应用。四脱氧效果

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作者单位：李长东一汽铸造有限公司特铸厂熔模车间 130011

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引用本文格式：李长东 铸钢熔炼中铝硅铁脱氧剂的应用[会议论文] 2005