CN103627847B - 用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金 - Google Patents

用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其化学成分按照重量百分比计，包括：镧≥4.0％、铈≥7.5％、0.02％≤碳≤0.05％、0.006％≤磷≤0.010％和0.004％≤硫≤0.005％，镧+铈＜20％，其余为铁和杂质。本发明镧铈混合稀土铁合金用于冶炼高品质稀土钢时，由于比重接近于钢的比重，在精炼过程中可以快速熔入钢中，解决长期制约稀土在钢中加入的困难问题，同时还提高了稀土的收得率。

Description

用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金
技术领域
本发明涉及金属材料领域，具体地说，涉及一种用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金。
背景技术
目前，稀土作为炼钢采用的添加剂被广泛运用，稀土在钢中主要有三大作用：净化作用、变质作用和微合金化作用。稀土加入钢水中起到脱硫、脱氧、改变夹杂物形态的作用，可提高钢材的塑性、冲压性能、低温冲击韧性、耐磨性能、耐腐蚀性能，还可以改善钢材的焊接性能。现在炼钢生产中添加稀土最常用的有两种方法：
一是稀土合金。稀土合金制成块状或粉状合金，块状合金用于大包投入，粉状合金一般采用大包内喷粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中。
二是混合稀土金属。稀土金属制成丝或棒状，丝状稀土金属用于钢包中注管或连铸结晶器，使用喂丝机喂入钢中；棒状稀土金属采用模内吊挂的方法熔入钢中。但由于稀土金属活性强，比重低于钢，很难加入到1600℃以上的钢液中，烧损严重，收得率非常低。此外，尽管稀土金属具有很强的脱硫、脱氧能力，但如果将稀土金属直接投入钢液时，由于产生的稀土-氧-硫夹杂熔点高、比重大，难以聚集上浮排除，从而在除杂的过程中，同时会因排除不尽而降低了钢水的纯净度，影响产品质量。
真空感应熔炼炉用来熔炼耐热合金、磁性合金、电工合金和高强度钢等，该炉型的特点是在熔炼过程中炉温、真空度和熔炼时间等的控制比较容易，所以炉料的脱气可以很充分。另外，合金料的添加量也可以精确控制，所以是熔炼含铝、钛等活泼元素的耐热合金和精密合金的较合适的炉子。
中国专利CN1570178A公开了一种用于炼钢的含铌铁合金，其化学成分配比为：Si：2～70％，Nb：0.5～20％，其余为Mn：2～70％，Sr：1～10％，B：2～20％，Al:2～20％，Ca：1～15％，RE：1～10％中的一种或几种。能一次性满足炼钢脱氧和合金化的要求，不足之处是未提及对夹杂物的影响。
中国专利CN1807657A公开了一种用于炼钢的钢水精炼变质剂，其化学成分配比为：Si：30～60％，Ba：5～25％，RE：1～15％，Ca：1～15％，Al：1～15％，Ti：1～6％，其余为Sr：0.1～3％，Nb：0.1～3％，Mg：0.1～3％，Mn：1～15％中的一种或几种，不足之处是未提及稀土收得率及对夹杂物的影响。
中国专利CN102002619A公开了一种用于硅钢生产的稀土硅合金及其制备方法，其化学成分配比为：RE：45～60％，Si：40～55％，C≤0.5％；P≤0.002％，S≤0.002％，不足之处是该稀土合金仅适用于硅钢的生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，用于代替原稀土金属或喂入稀土丝作为炼钢中采用的添加剂，不仅更好地利用了稀土在钢中的三大作用，而且还不影响其它合金含量的加入，从根本上解决了稀土在钢中的有效加入问题，显著提高稀土收得率。
本发明的技术方案如下：
一种用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其化学成分按照重量百分比计，包括：镧≥4.0％、铈≥7.5％、0.02％≤碳≤0.05％、0.006％≤磷≤0.010％和0.004％≤硫≤0.005％，镧+铈＜20％，其余为铁和杂质。
进一步：镧的含量为5.0％，铈的含量为9.3％，碳的含量为0.04％，磷的含量为0.008％，硫的含量为0.005％，其余为铁和杂质。
进一步：镧的含量为6.5％，铈的含量为12.0％，碳的含量为0.03％，磷的含量为0.007％，硫的含量为0.004％，其余为铁和杂质。
进一步：镧的含量为4.0％，铈的含量为7.5％，碳的含量为0.02％，磷的含量为0.006％，硫的含量为0.004％，其余为Fe和的杂质。
本发明的技术效果如下：
1、本发明用于代替原稀土金属或喂入稀土丝作为炼钢中采用的添加剂，不仅更好地利用了稀土在钢中的三大作用，而且还不影响其它合金含量的加入。
2、本发明提高了稀土的收得率。提高稀土收得率3倍，吨钢利润约80元。
3、本发明镧铈混合稀土铁合金用于冶炼高品质稀土钢时，由于比重接近于钢的比重，在精炼过程中可以快速熔入钢中，解决长期制约稀土在钢中加入的困难问题。
4、本发明可准确控制钢中镧铈稀土的含量，降低了稀土的成本；还可以起到加速稀土与钢中O、S、N、P等有害元素的化学反应，更加有利于钢中夹杂物的上浮排除，实现对钢水的深度净化，通过稀土微合金化的有效作用，进一步提高钢材的塑性、冲压性能、低温冲击韧性、耐腐蚀性能，还可以改善钢材的焊接性能。
5、本发明产品不易被氧化，成分稳定，有利于长期存储。
具体实施方式
以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
本发明中，用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金按照重量百分比计，其化学成分包括：镧(La)：≥4.0％，铈(Ce)：≥7.5％，镧(La)+铈(Ce)：＜20％，碳(C)：≤0.05％，磷(P)：≤0.010％，硫(S)：≤0.005％，其余为铁(Fe)和其它不可避免的杂质。
实施例1
选用优质工业纯铁和含量为35％镧(La)、65％的铈(Ce)的混合稀土合金为原料，选用衬有碱土金属氧化物坩埚的真空感应电炉作为熔炼装置，熔炼时根据稀土含量的不同采用不同的冶炼温度、压力等熔炼参数。用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其化学成分按照重量百分比计，包括：La：5.0％，Ce：9.3％，C:0.04％，P：0.008％，S：0.005％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
将本混合稀土铁合金用于生产包钢宽厚板生产线Q550D钢种，显著提高了稀土收得率，对比结果见表1。
表1收得率对比结果
稀土合金种类 钢包容积(t) 加入量(ppm) 检测含量(ppm) 收得率(％)
本实施例 210 17 7 41
对比稀土合金 210 100 11 11
实施例2
选用优质工业纯铁和含量为35％镧、65％铈的混合稀土合金为原料，选用衬有碱土金属氧化物坩埚的真空感应电炉作为熔炼装置，熔炼时根据稀土含量的不同采用不同的冶炼温度、压力等熔炼参数。用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其化学成分按照重量百分比计，包括：La：6.5％，Ce：12.0％，C:0.03％，P：0.007％，S：0.004％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
将本混合稀土铁合金用于生产包钢宽厚板生产线Q550D钢种，显著提高了稀土收得率，对比结果见表2。
表2收得率对比结果
稀土合金种类 钢包容积(t) 加入量(ppm) 检测含量(ppm) 收得率(％)
本实施例 210 18 8 44
对比稀土合金 210 100 13 13
实施例3
选用优质工业纯铁和含量为35％镧、65％铈的混合稀土合金为原料，选用衬有碱土金属氧化物坩埚的真空感应电炉作为熔炼装置，熔炼时根据稀土含量的不同采用不同的冶炼温度、压力等熔炼参数。用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其化学成分按照重量百分比计，包括：La：4.0％，Ce：7.5％，C:0.02％，P：0.006％，S：0.004％，其余为Fe和其它不可避免的杂质。
将本混合稀土铁合金用于生产包钢宽厚板生产线Q550D钢种，显著提高了稀土收得率，对比结果见表3。
表3收得率对比结果
稀土合金种类 钢包容积(t) 加入量(ppm) 检测含量(ppm) 收得率(％)
本实施例 210 16 7 43
对比稀土合金 210 100 14 14

Claims (4)

1.一种用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其特征在于，其化学成分按照重量百分比计，包括：镧≥4.0％、铈≥7.5％、0.02％≤碳≤0.05％、0.006％≤磷≤0.010％和0.004％≤硫≤0.005％，镧+铈＜20％，其余为铁和杂质。
2.如权利要求1所述用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其特征在于：镧的含量为5.0％，铈的含量为9.3％，碳的含量为0.04％，磷的含量为0.008％，硫的含量为0.005％，其余为铁和杂质。
3.如权利要求1所述用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其特征在于：镧的含量为6.5％，铈的含量为12.0％，碳的含量为0.03％，磷的含量为0.007％，硫的含量为0.004％，其余为铁和杂质。
4.如权利要求1所述用于稀土钢生产的镧铈混合稀土铁合金，其特征在于：镧的含量为4.0％，铈的含量为7.5％，碳的含量为0.02％，磷的含量为0.006％，硫的含量为0.004％，其余为Fe和杂质。
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