[發明專利]一種在RH精煉爐中加入稀土的方法

無效

• 申請號: 201210225841.3
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN102732685A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 岳長青;賀景春;張懷軍;丁曉志;程德富;李文藝;韓春鵬;方偉
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10;C21C7/00
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本發明涉及一種稀土在鋼中的加入方法，具體涉及一種在RH精煉爐中加入稀土的方法，屬于鋼鐵冶金領域。

背景技術

我國是世界稀土資源和產量第一的稀土大國，也是鋼產量第一的鋼鐵大國，但鋼材品種質量與國外先進水平還有相當大的差距，仍有相當數量的鋼材需要進口。從上世紀六十年代至今，我國的稀土鋼研究生產已經有50年的歷史，目前國內稀土鋼受到連鑄工藝發展和加入工藝的困擾，稀土鋼的品種和產量受到限制。

近年來，為了滿足釹鐵硼稀土永磁材料快速發展對稀土金屬釹的需求，擴大了生產規模。在大量分離鐠釹元素的同時，也分離出來La、Ce等其他輕稀土元素，由于市場需求量有限，造成了該類產品的供過于求。為此，解決La、Ce應用領域，平衡應用稀土資源也是稀土行業急需解決的問題。從2011年開始，稀土成為國家戰略儲備資源后，國家加大整合稀土資源力度，稀土價格大漲，成本壓力增大，稀土在鋼中應用面臨新形勢下的壓力和挑戰。

隨著冶金技術水平的提高，鋼中雜質元素的含量，特別是硫、氧的含量不斷下降，夾雜物的形態得到了有效的控制。鋼中雜質元素的減少也為稀土合金化作用的發揮提供了條件，稀土作為合金化元素的作用也越來越顯著。因此，研究單一稀土在潔凈鋼中的作用對于稀土資源的合理利用，適應鋼鐵工業的發展趨勢，促進稀土在金屬材料中的應用有著重要的意義。

稀土在鋼中主要具有凈化鋼液，復合稀土夾雜，夾雜變性，微合金化作用。目前生產稀土鋼的標準中，主要是要求加入量，對鋼中稀土含量沒有要求，嚴格意義講，是稀土處理鋼，鋼中稀土質量分數很低，鋼中幾乎沒有固溶稀土，同時受鋼水質量影響，未充分發揮稀土冶金作用。

雖然近一個時期稀土鋼產量出現了下滑，但并不能表明這一工作失去價值。目前國際稀土鋼的研究熱情高漲，相關專利層出不窮。中國是鋼鐵大國，正在走向鋼鐵強國，今后世界的鋼鐵發展必定要看中國。這種趨勢對鋼鐵企業提出了創新要求。創新才會有新品種、創新才會有新市場。稀土鋼應該是創新目標之一，正是因為很多問題沒有解決，中國的稀土鋼研究才有空間、有希望。

到目前為止，還沒有相適宜的稀土加入方法，能滿足稀土鋼生產的要求，這一問題一直困擾著冶金工作者。

鋼中稀土加入工藝的比較：

連鑄結晶器喂混合稀土絲，在鋼中有較高的稀土含量，但在鑄坯橫斷面上偏析嚴重，對保護渣性能有較大影響，夾雜物聚集后不易上浮，需添加設備和操作人員，生產操作難度大。

中間包喂包芯混合稀土絲方法較好，稀土收得率高，但不穩定且波動較大，需添加設備和操作人員，存在水口結瘤問題。

LF精煉前、后，VD真空前、后鋼包中喂混合稀土包芯線，鋼中稀土收得率極低，稀土基本以夾雜物形式存在鋼中，冶金效果不佳。

發明內容

本發明的目的是提供一種稀土收得率較高且穩定，連鑄生產順行，鋼中稀土分布均勻的在RH精煉爐中加入稀土的方法。

本發明的具體方法如下：

在煉鋼中采用潔凈鋼生產技術，包括鐵水脫硫，轉爐終點控制，用鋁進行脫氧，精煉高效脫硫，使得鋼中按質量百分數全氧含量T.O≤0.002％，活度氧含量a[O]≤0.0005％，[S]含量≤0.005％；

將稀土鑭鐵合金放入RH精煉工位真空加料倉內；

將具備以上條件的鋼水，在RH精煉工位鋼水真空處理進行到≥10min時，按計算好的稀土加入量，從真空加料倉將稀土鑭鐵合金加入真空室內。其后續工序為：鋼水經真空處理2min結束后軟吹氬氣攪拌10min，吊運至連鑄進行澆注，澆注過程要求全程進行保護澆注(密封保護防止二次氧化)；

所述稀土加入量控制在0.005～0.015wt％范圍內(以往工藝均按0.02wt％的加入量，是以往工藝的25～50％)；

經試驗研究結果表明，對改善鋼材性能的能力從大到小次序依次為金屬鑭、混合稀土及金屬鈰；

隨著稀土分離技術的進步，利用稀土元素容易固溶在合金中和可以降低稀土活性的特性，減緩反應速度，以金屬鑭鐵合金方式的加入工藝應有較高的稀土收得率，更好的發揮稀土應用。故稀土材料采用稀土鑭鐵合金，合金成分選用La5～40wt％，Fe60～95wt％，粒度20～30mm，密封包裝。

鑒于鋼水潔凈度的提高，通過鑭氧硫熱力學平衡常數的計算，結合以前的試驗結果，得出合適的稀土加入量在0.005～0.015wt％范圍內。

在RH真空精煉工位，真空條件下反應，具有較好的熱力學和動力學條件，稀土在潔凈的鋼水中，可減少生成稀土夾雜物的量，提高稀土收得率，提高稀土固溶量。