[發(fā)明專利]一種稀土鐵中間合金及其用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410085357.4
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103820698A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于雅樵;張志宏;呂衛(wèi)東;高日增;陳國華;劉玉寶;楊雄
• 申請（專利權(quán)）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C22C33/04;C22C1/02
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所 15101
• 代理人: 張少華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及是一種稀土鐵中間合金及其用途，屬于冶金材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

上世紀(jì)70年代初，美國對稀土鋼應(yīng)用研究的主要目的是減少鋼中的有害雜質(zhì)，提高鋼的純凈度，70年代中期，國際層面上才開始研究稀土在鋼中的機(jī)理和作用。我國早在80年代初期開始研究稀土鋼，研究了各種各樣稀土在鋼中的加入方法，但效果不是十分理想，稀土鋼添加劑有單一稀土金屬，混合稀土金屬，其形狀有塊狀、錠狀、絲狀、粉狀、棒狀或充填含稀土粉料的包芯線等多種形式。但是由于稀土金屬活潑，比重低于鋼，很難加入到1600℃以上的鋼液中，稀土的燒損嚴(yán)重，收得率非常低，難以改善鋼的性能，致使稀土鋼的生產(chǎn)成本過高，未得到市場認(rèn)可。因此，需要探索制備一種新型的稀土鐵合金，從而解決長期制約稀土鋼中稀土成分控制不穩(wěn)定、并且不易加入鋼中、燒損大、收得率低等多年來研究的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種稀土鐵中間合金及其用途，在稀土鋼生產(chǎn)中添加本發(fā)明的稀土鐵中間合金，可根本解決稀土在鋼中的有效加入問題，顯著提高稀土收得率，準(zhǔn)確控制鋼中稀土的含量，降低稀土的加入成本，改善和提高鋼材的塑性、低溫沖擊韌性、厚度方向性能和耐腐蝕性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種稀土鐵中間合金，以純鐵或優(yōu)質(zhì)鋼、稀土金屬為原料，采用經(jīng)過等壓、高溫?zé)Y(jié)后的堿土金屬氧化物坩堝的真空冶煉爐，將計(jì)算好配比的稀土金屬與純鐵或優(yōu)質(zhì)鋼放入真空爐內(nèi)坩堝中，抽真空，然后充入惰性氣體保護(hù)，經(jīng)過高溫熔化-精煉、電磁攪拌合金化過程，然后澆鑄到錠模中得到稀土鐵中間合金，制得的稀土鐵中間合金中稀土含量為1～50%mass；其中：高溫熔化溫度為1000～1500℃，精煉過程溫度為1400～1500℃，精煉時(shí)間為5～15分鐘。

所述稀土金屬為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔中一種或幾種；

所述的抽真空是20pa以下；

所述的惰性氣體為氮?dú)狻鍤庵幸环N或多種。

所述稀土鐵中間合金的用途是：在稀土鋼的生產(chǎn)中作為中間合金使用，將稀土元素成分以化合態(tài)的形式加入到稀土鋼中。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的稀土鐵中間合金中稀土元素以化合態(tài)的形式存在，抗氧化性好，熱穩(wěn)定性高；合金中稀土元素成分均勻穩(wěn)定，低偏析，?O、S、P、C等雜質(zhì)含量低；稀土鐵中間合金密度接近于鋼的密度，易熔于鋼中，實(shí)現(xiàn)了對鋼水的深度凈化；同時(shí)添加后可根本解決稀土在鋼中的有效加入問題，顯著提高稀土收得率，能夠準(zhǔn)確控制鋼中稀土的含量，降低了稀土的加入成本，改善和提高了鋼材的塑性、低溫沖擊韌性、厚度方向性能和耐腐蝕性能。而且二次帶入的雜質(zhì)含量低，產(chǎn)品質(zhì)量好，波動(dòng)范圍小，生產(chǎn)成本低，是一種理想的稀土鋼添加劑。同時(shí)通過稀土鐵中間合金加入的稀土元素通過彌散強(qiáng)化使稀土在鋼中的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，特別是稀土在一些高尖端技術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

以下用實(shí)施例對本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明最佳實(shí)施方式的描述，并不對本發(fā)明的范圍有任何限制。

實(shí)施例1

以稀土金屬鈰和純鐵為原料，按照質(zhì)量百分比50：50配料，然后加入到氧化鎂坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護(hù)，升溫至1300℃進(jìn)行熔煉，保溫時(shí)間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鈰鐵合金，鈰含量49.7%。將本鈰鐵中間合金應(yīng)用到生產(chǎn)BT700E鋼中，稀土收得率達(dá)到40-50%，較其它方法提高了近3倍。

實(shí)施例2

以稀土金屬鑭和純鐵為原料，按照質(zhì)量百分比30：70配料，然后加入到氧化鎂坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護(hù)，升溫至1400℃進(jìn)行熔煉，保溫時(shí)間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鐵合金，鑭含量29.6%。將本鑭鐵中間合金應(yīng)用到生產(chǎn)BT700E鋼中，稀土收得率達(dá)到30-40%，較其它方法提高了近2倍。

實(shí)施例3

以稀土金屬釹和純鐵為原料，按照質(zhì)量百分比40：60配料，然后加入到氧化鎂坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護(hù)，升溫至1350℃進(jìn)行熔煉，保溫時(shí)間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了釹鐵合金，釹含量39.4%。

實(shí)施例4

以稀土金屬鑭、鈰和純鐵為原料，按照質(zhì)量百分比3.5：6.5：90配料，然后加入到氧化鎂坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護(hù)，升溫至1400℃進(jìn)行熔煉，保溫時(shí)間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鈰混合稀土鐵合金，鑭含量3.42%，鈰含量6.48%。將本鑭鈰鐵中間合金應(yīng)用到生產(chǎn)Q550D鋼中，稀土收得率達(dá)到40-50%，較其它方法提高了近3倍。