用于鋼液精煉的合金添加料的冷壓成型制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于合金制造技術領域，尤其涉及一種用于鋼液精煉的合金添加料的冷壓成型制備方法。
【背景技術】
[0002]用于鋼液精煉過程中的合金添加料是由兩種或兩種以上的金屬或非金屬(如常用的鈣、鎂、鋁、硅等)經一定方法所制成的固狀合金材料，目前，一般通過熔融法合成均勻液體并凝固而得。由于鋼液精煉過程中成分精確度控制要求較高，因此就對添加料的成分分散均勻度提出了極高的要求；然而，由于不同種類合金原料(如常用的鈣、鎂、鋁、硅等)的密度或比重差別大，熔融制備法經常出現原料分散不均勻，如重成分下沉，輕成分(如鎂等)上浮，極難控制，該制備方法工藝流程復雜，需經歷重熔、破碎、廢料二次重熔、成型等步驟，不但能耗高，而且其廢品率高、合金原料損耗大。長期以來上述技術難題均未能獲得解決，對鋼液精煉的質量控制造成了很大的困擾。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本發明提供了一種用于鋼液精煉的合金添加料的冷壓成型制備方法，該方法不引入任何雜質，化學成分不變且分布均勻，合格率高，工藝簡化，節能，比同類產品成本降低30%左右。
[0004]為解決上述技術難題，本發明采用如下技術方案:
設計一種用于鋼液精煉的合金添加料的冷壓成型制備方法，包括以下步驟:
(O備料:按如下級配選取或制備所需各種單質原料，粒度為O?1_的粉料占10?30wt%、I?3_的粉料占50?70wt %、3?6_的粉料占5?20wt % ;其中，在O?1.0mm的粉料中，粒度O?0.3mm的粉料占其總重的70?90%、0.3?1.0mm的粉料占10?30%，在1.0?3.0mm的粉料中，粒度1.0?2.0mm的粉料占其總重的60?80%、2.0?3.0mm的粉料占20?40% ;該級配良好(尤其是以鈣、鎂、鋁、硅等為單質原料)，能保證各級顆粒充分互相填充，粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充使混合合金料形成最密致的堆積狀態，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值；
(2)攪拌:將各原料加入橫臥式攪拌機(實現上下翻攪，避免不同比重的元素粉體的分層)，以60?100轉/min攪拌3?lOmin，充分攪拌均勾；
(3)壓力成型:將混合均勻的原料加入液壓成型模具中，于常溫條件在10?15秒內漸次施壓到1500?2000MPa (漸次施壓有利于逐步排空原料粉體中的空氣)，泄壓，成型即得。
[0005]對于上述合金添加料的冷壓成型制備方法，所述漸次施壓為勻速增壓。
[0006]對于上述合金添加料的冷壓成型制備方法，所述單質原料為鈣、鎂、鋁、硅中的至少兩種。
[0007]本發明具有積極有益的技術效果:
1.本發明克服了傳統的技術偏見，采用新的技術路線(冷壓成型)來制備用于鋼液精煉的合金添加料，其制備過程不引入雜質，化學成分不變且各組分分布均勻，操作使用簡單，易于定量，能使加入鋼液中的微量元素更加精準，鋼液精煉效果更好，合格率高。
[0008]2.本發明生產工藝流程簡單，無需加熱熔融，節能效果極為顯著，與熔融法生產的同類產品相比，生產成本可降低30%以上。
【具體實施方式】
[0009]以下結合具體實施例，對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0010]實施例1
一種用于鋼液精煉的合金添加料的冷壓成型制備方法，包括以下步驟:
(1)備料:按如下級配分別選取單質原料鈣、鎂、鋁(質量比為3:2:1)，粒度為O?Imm的粉料占25wt%、l?3mm的粉料占60wt %、3?6mm的粉料占15wt % ;其中，在O?1.0mm的粉料中，粒度O?0.3mm的粉料占其總重的80%、0.3?1.0mm的粉料占20%，在1.0?3.0mm的粉料中，粒度1.0?2.0mm的粉料占其總重的70%、2.0?3.0mm的粉料占30% ;該級配良好，能保證粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充使混合合金料形成最密致的堆積狀態，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值；
(2)攪拌:將各原料加入橫臥式攪拌機(實現上下翻攪，避免不同比重單質粉體的分層)，以80轉/min攪拌6min，充分攪拌均勾；
(3)壓力成型:將混合均勻的原料加入液壓成型模具中，于常溫條件在12秒內漸次施壓(勻速增壓)到ISOOMPa (漸次施壓有利于逐步排空元素粉體中的空氣)，泄壓，成型即得，在所得成型合金添加料的三處不同位置處取樣，分別檢測合金成分，平均雜質含量不大于0.02%，合金添加料中各成分含量與生產計劃相比誤差不大于0.01%，不同位置處的成分含量誤差小于0.005%。
[0011]實施例2
一種用于鋼液精煉的合金添加料的冷壓成型制備方法，包括以下步驟:
(1)備料:按如下級配選取所需單質原料鎂、娃(3:1)，粒度為O?Imm的粉料占10wt%、I?3mm的粉料占70wt %、3?6mm的粉料占20wt % ;其中，在O?1.0mm的粉料中，粒度O?0.3mm的粉料占其總重的70%、0.3?1.0mm的粉料占30%，在1.0?3.0mm的粉料中，粒度1.0?2.0mm的粉料占其總重的60%、2.0?3.0mm的粉料占40% ;該級配良好，能保證粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充使混合合金料形成最密致的堆積狀態，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值；
(2)攪拌:將各原料加入橫臥式攪拌機(實現上下翻攪，避免不同比重單質粉體的分層)，以60轉/min攪拌lOmin，充分攪拌均勾；
(3)壓力成型:將混合均勻的原料加入液壓成型模具中，于常溫條件在10秒內漸次(勻速)施壓到1500MPa (漸次施壓有利于逐步排空元素粉體中的空氣)，泄壓，成型即得，在所得成型合金添加料的三處不同位置處取樣，分別檢測合金成分，平均雜質含量不大于0.023%，合金添加料中各成分含量與生產計劃相比誤差不大于0.012%，不同位置處的成分含量誤差小于 0.004%ο
[0012]實施例3 一種用于鋼液精煉的合金添加料的冷壓成型制備方法，包括以下步驟:
(1)備料:按如下級配選取所需單質原料銷、娃(4:1)，粒度為O?Imm的粉料占25wt%、I?3mm的粉料占70wt %、3?6mm的粉料占5wt %;其中，在O?1.0mm的粉料中，粒度O?0.3mm的粉料占其總重的90%、0.3?1.0mm的粉料占10%，在1.0?3.0mm的粉料中，粒度1.0?2.0mm的粉料占其總重的80%、2.0?3.0mm的粉料占20% ;該級配良好，能保證粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充使混合合金料形成最密致的堆積狀態，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值；
(2)攪拌:將各原料加入橫臥式攪拌機(實現上下翻攪，避免