[發明專利]稀土金屬絲

無效

• 申請號: 00115903.8
• 申請日: 2000-07-17
• 公開（公告）號: CN1098365C
• 公開（公告）日: 2003-01-08
• 發明（設計）人: 左生華
• 申請（專利權）人: 左生華
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C21C7/04;C22C28/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張安國

本發明涉及稀土金屬絲，尤其是涉及用作煉鋼添加劑的稀土金屬絲。

稀土金屬絲在鋼中的應用已從早期的作凈化劑、變質劑、脫氧劑等演變為現今的作合金化劑。近年來的大量研究證明，稀土金屬在鋼的基體中有一定的固溶度，因而會對鋼的組織、性能產生明顯的影響。因此向鋼水中添加稀土金屬，不僅要保證按預定量將其加入鋼水，而且要保證所加的稀土金屬以預定量含在鋼中，尤其是固溶在鋼中。經過多年的探索，在本技術領域中，公認向連鑄結晶器中喂入稀土金屬絲是優選的添加稀土金屬的方法。為保證順利地將稀土金屬絲喂入連鑄結晶器中及保證鋼中含有固溶了預定量的稀土金屬，則必須保證所述的稀土金屬絲有一定的塑性和強度，以便在喂絲過程中所述的絲不斷，及保證所加的稀土金屬含有較高的純度，以便其在鋼中有預定的含量或固溶量。

ZL94108075.7專利和CN1219600A公開了提高稀土金屬塑性和強度的方法。該方法通過使稀土金屬含有一定量的鎂和/或釔來提高該稀土金屬的塑性和韌性。雖然該方法達到了預期的改善塑性和韌性的目的，但該稀土金屬中所含的鎂和/或釔不是改善或達到鋼的某些特定性能所必須的稀土元素，也就是說它們對于改善鋼的特定性能沒有積極的影響，由于稀土金屬帶入了一定量的鎂和/或釔則意味著鋼中的技術標準所規定的稀土金屬的有效量減少。因此，本技術領域一直在尋求塑性、強度優良但又不含鎂和/或釔的稀土金屬絲。

在本發明中，稀土金屬絲的塑性和強度是按中華人民共和國黑色冶金行業標準YB/T010-92中的4.4和4.5款定義的，即稀土金屬絲的重復彎曲三次不折斷，及抗拉強度大于120Mpa。

本發明的目的在于提供一種塑性、強度優良的高純度的稀土金屬絲。

經過長期的探索，本發明人發現：稀土金屬絲中所含的夾雜物對于其塑性和強度有很大影響。進一步的研究表明，所述的夾雜物是用濃度為20％-30％(體積)的鹽酸溶液在常溫下溶解稀土金屬絲后得到的不溶夾雜物。不同濃度的鹽酸溶液均可溶解該稀土金屬絲而得到所述的不溶夾雜物，但所用的鹽酸溶液濃度過低，如低于20％(體積)，則溶解時間過長；而該鹽酸溶液濃度過高，如高于30％(體積)則反應過于急烈；因此，優選用20％-30％(體積)的鹽酸溶液來溶解所述稀土金屬絲。用能譜及掃描電鏡等常規方法分析得到的不溶的夾雜物得知該夾雜物是由鑭、鈰、鐠、釹等稀土元素的氧化物，主要是三價氧化物及渣相，即鈣的硅鋁酸鹽類物質構成的。雖然構成所述不溶夾雜物的所述三價稀土氧化物和鈣的硅鋁酸鹽類渣相的比例因原料組成，所用的熔煉設備及工藝方法的不同而有些差別，但影響稀土金屬絲的塑性和強度的決定因素是該絲中所含的不溶夾雜物的總量，而不是該夾雜物中各組份的比例。在金相顯微鏡下觀察稀土金屬絲時發現，所述的夾雜物大部分聚集在稀土金屬絲的中心部位，聚集了大量所述夾雜物的中心部位就是稀土金屬絲的斷裂源。在無法控制上述聚集趨勢的前提下，只有控制所述夾雜物的總量才能降低夾雜物聚集的不利影響。

用于本發明中的術語“稀土金屬絲”包括由任意含量的鑭、鈰、鐠、釹混合稀土金屬或單一的稀土金屬構成的任意的稀土金屬絲。

本發明說明書下文中及權利要求書中所述的不溶夾雜物特指用20％-30％(體積)濃度的鹽酸溶液，在常溫下溶解稀土金屬絲而獲得的，以稀土金屬的三價氧化物及鈣的硅鋁酸鹽物質構成的夾雜物。在用濃度為20％-30％(體積)的鹽酸溶液溶解稀土金屬絲時，有時會得到來源于原料中的不溶的金屬相，如鈦金屬的析出物，但它們與本發明所定義的所述鹽酸溶液不溶的夾雜物不同，它對稀土金屬絲的塑性、強度沒有不利影響，這些金屬相很容易用金相顯微鏡鑒別。本發明對所述稀土金屬絲的橫截面形狀和尺寸不作任何限定。

非特別指明，下文中的百分比均為重量百分比。

本發明所提供的稀土金屬絲是其中所述的，在常溫下不溶于20％-30％(體積)濃度的鹽酸溶液的所述夾雜物含量小于0.2％(重量)的稀土金屬絲。所述的夾雜物為稀土元素的三價氧化物及鈣的硅鋁酸鹽類物質構成的夾雜物。

烯土金屬線中所述的夾雜物含量＞0.2％(重量)時，稀土金屬絲的塑性、強度較差。

本發明的稀土金屬絲的制備工藝如下：

按用戶的成份要求用稀土金屬進行配料，然后于感應爐中熔化。當金屬全熔后將金屬液溫度升至1015-1100℃，停電鎮靜1-3分鐘，然后澆鑄成錠。

采用含有0.15％(重量)以下的所述夾雜物的稀土金屬進行配料。

在金屬液溫度升至1050-1100℃后，對金屬液進行攪動，最好通過鉬管對該金屬液吹Ar，下面通過實施例進一步說明本發明。