[發明專利]一種稀土微處理鋼用稀土鋁鈣鐵合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201210291024.8
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102766801A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 曲俊濤;成國光
• 申請（專利權）人: 包頭市北科創業高新材料有限責任公司
• 主分類號: C22C38/06
• 分類號: C22C38/06;C22C21/00;C22C1/03;C22C33/06
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于鐵合金技術領域，尤其涉及到一種稀土微處理鋼用稀土鋁鈣鐵合金及其制備方法。

背景技術

高檔次鋼板(如：汽車面板、家電面板用鋼等)均對鋼材的深沖性能、成形性和焊接性能提出了越來越嚴格的要求。研究表明：鋼液高的潔凈度是保證鋼材具有優良使用性能的重要基礎，同時鋼中含有微量元素(如：稀土等)有利于改善鋼的深沖性等關鍵材料性能指標。所以如何在冶煉過程中高效地提高潔凈度，同時又使鋼材中含有稀土等微量元素是冶金工作者所關注的研究課題。

上述所提及的這類鋼通常為低碳鋁鎮靜鋼。為了在冶煉過程中獲得很低的碳含量，往往需要在鋼液中保持有很高的氧濃度，這就導致了脫碳后的鋼液中仍會有較高的殘余氧含量，這些殘余氧如果得不到有效的去除，對鋼的使用性能具有很大的危害性。為此，要加入大量的鋁對鋼液進行脫氧，但是由于鋁的大量加入所生成的氧化鋁脫氧產物同樣對澆鑄順行、鋼材質量帶來很大的危害。為了消除氧化鋁夾雜物的危害，目前主要采取的辦法有：(1)延長精煉攪拌時間，促進夾雜物上浮。但這種方法必然會延長精煉時間，增加生產成本和降低產量。(2)改變鋼液精煉渣系來吸附從鋼液中上浮到鋼液表面的氧化鋁夾雜物。這種方法同樣存在著精煉時間長，爐渣成分難以得到精確控制等不足。?除此以外，現在廣泛所用的工藝是在鋼液中添加鈣元素，使得與鋼中氧化鋁夾雜物相結合形成鈣鋁復合氧化物,尤其是形成如12CaO·7Al₂O₃這種低熔點大顆粒夾雜物，這種夾雜物一方面容易從鋼液中上浮去除，另一方面由于其熔點較低，在澆注過程不容易造成水口結瘤，保證澆注順行。

由于金屬鈣在煉鋼溫度下容易氣化，因此不容易加入，收得率很低。研究工作者提出了將鈣元素制成以塊狀含鈣合金的辦法在鋼液冶煉或精煉過程加入。文獻1(郭慶成：用于鋼液終脫氧的鋁鈣鐵合金及其生產方法，公開號CN1439728A),及文獻2(郭慶成等：一種用于煉鋼脫氧的高鈣無硅鈣鐵合金及其制備方法，公開號CN101086029A)提出了鈣鋁鐵合金及文獻3(謝應凱：煉鋼復合脫氧劑－鋁鈣鐵合金，公開號CN101086028A)提出了在鋁鈣合金的基礎上可以添加錳、硅和鈦等元素均屬于這類工藝。

除了鈣能使氧化鋁夾雜物變性以外，近年來，國內外對稀土在鋼中夾雜物的改性和變質作用十分重視。文獻4(Hiroshi?Hirata等：Steel?Having?Finely?Dispersed?Inclusions,US?Patent?2006/0157162A1?)記載：當鋼液中含有一定量的稀土RE元素后，會形成REAlO₃這種低熔點、低硬度的夾雜物，同時提到，當稀土與鈣等元素進一步結合可以避免Al₂O₃團簇的形成，生產出高潔凈鋼(如：軸承鋼)。其添加的工藝是：首先進行鋁脫氧，然后加入稀土進行夾雜物去除和變性。文獻5(渠天盛等：稀土鋁鐵合金，公開號CN101078074A)?發明了一種新的稀土鋁鐵合金，該合金使用方便、脫氧及去除夾雜物效率高、而且少量殘余稀土在改善鋼的性能方面能發揮出有益作用。但在合金中沒有添加有益的鈣元素，使其在使氧化鋁夾雜物變性和去除方面的效果受到影響。

隨著研究的深入，許多研究工作者，提出了采用稀土、鈣和鋁鐵等多元素相復合的新辦法。文獻6(謝應凱：用于煉鋼稀土鋁基復合合金，公開號?CN101092657A)提出了一種稀土鋁基復合合金，稀土含量1～10%，并可以添加1～5%的鈣等元素。文獻7(渠天盛等：一種稀土鋁鈣鐵合金，公開號CN101519747A)也提出了一種稀土鋁鈣合金，其成分中，稀土含量1～20%，鈣含量1～10%，文獻8(陳向明等：稀土鋁錳鈣鐵合金及其生產方法，公開號CN102181606A)，稀土含量1～10%，鈣含量1～3%。這些鋁、鈣、稀土等多元素的復合提高了合金在鋼液中的精煉效率。

但隨著對稀土資源保護的越來越重視，稀土的價格越來越昂貴，如何用最少的稀土添加量來達到優良的冶金效果和好的材料性能十分重要。本專利發明人研究發現：對上述所涉及的鋼鐵材料來講，鋼材中含有(0.01～5)ppm，也就是(0.01～5)×10^-4wt%微量的稀土就能使得鋼材性能得到有效改善。反之，過多的稀土添加量會生成過多的稀土夾雜物，影響生產順行和鋼材質量，同時消耗的稀土資源，合金成本也明顯提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀土微處理鋼用稀土鋁鈣鐵合金及其制備方法，減少了稀土資源的消耗，降低了成本。