[發明專利]稀土1#合金在鑄鋼中的應用工藝

在審

• 申請號: 201610788164.4
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107779547A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 朱偉杰;潘玉洪
• 申請（專利權）人: 朱偉杰
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于稀土1^#合金在鑄鋼中的應用工藝。

技術背景

根據資料[1]介紹：稀土元素對于鑄鋼可提高金屬液的流動性，增強金屬液的補縮能力，改善鑄造工藝性能和提高鑄件的機械性能；同時稀土在金屬中有凈化，變質和合金化作用。把稀土元素描寫成神丹妙藥，幾乎能解決鑄鋼或鑄件的所有質量問題；而有的資料則認為稀土元素作用甚微。

本發明揭示了稀土1^#合金(生產中常用)隨著加入工藝的不同，以及操作過程中的控制方法不同，而效果差異很大。

發明內容

1、稀土1^#合金的加入方法

采用澆包沖入法。即在烘烤好的澆包中放入充分烘烤的稀土1^#合金，并放入草木灰或其它覆蓋劑；再將金屬液注入澆包中。

澆包沖入法的優點：

——加入方法簡單、容易操作；

——試樣中的稀土元素殘留量比較均勻，回收率為50％～80％

缺點：

——各澆包中金屬液的溫度無法控制一致。

2、稀土1^#合金的加入量

加入量要“適當”。多則金屬液的質量變壞，少則起不到應有的作用。據資料[2]介紹，稀土元素的加入量按S·K·Lu提出的公式估算：Re加入＝5.85([0]原始-[0]殘留)+2.93([S]原始-[S]殘留)+Re殘留。該公式對生產有一定的指導意義，但是沒有考慮到稀土元素的燒損。

本發明認為稀土1^#合金的加入量應滿足四方面的要求：脫氧、脫硫、燒損和殘留。尤其是要充分考慮稀土1^#合金的燒損量。

采用澆包沖入法時，加入稀土1^#合金為澆包中金屬液質量的0.15％為宜。這時稀土元素的回收率為50～80％，殘留量為0.08～0.12％。

具體實施方案

1、實施條件

(1)實施鋼種：ZG45、ZG20CrMnMo；

(2)選用設備：500公斤無芯工頻感應爐(酸性爐襯)；

(3)需要材料：稀土1^#合金。

2、加入工藝：采用澆包沖入法，稀土1^#合金的加入量為澆包中的金屬液質量的0.15％。

3、生產操作中的注意事項

(1)控制金屬液的出爐溫度

稀土1^#合金加入到金屬液中是吸熱反應。隨著稀土1^#合金加入量的增加，金屬液溫度降低越多；當澆包中的金屬液質量為60～70Kg時，加入0.15％的稀土1^#合金，金屬液降溫為40～60℃；同時，隨著稀土1^#合金加入量的增加，夾雜物增多。

采用澆包沖入法時，為了使稀土1^#合金能充分溶解、分布均勻、有利于夾雜物的上浮，金屬液的出爐溫度應略高于正常出爐溫度的20℃～40℃。

(2)加入稀土1^#合金的塊度和烘烤溫度

稀土1^#合金的加入塊度即應滿足充分溶解，又不能燒損過多。當澆包中的金屬液質量為50-70Kg時，其塊度為60-80mm為宜(根據澆包的大小，予以適當的調整)。

烘烤的目的主要是去除稀土1^#合金中的水分。稀土1^#合金的烘烤溫度500℃，烘烤時間0.5-1h為宜。烘烤溫度過高、時間過長時，幾乎變成稀土氧化物；烘烤不充分，會引起金屬液沸騰，或產生安全事故。

(3)稀土1^#合金的加入順序

由于稀土1^#合金與氧的親和力很大，所以金屬液必須在爐中用鋁進行終脫氧以后，才能按照需要的量加入澆包中。

(4)草木灰或覆蓋劑的作用

必須事先在澆包中放入草木灰或覆蓋劑，使其保護澆包中經過稀土1^#合金處理過的金屬液不產生二次氧化。金屬液二次氧化的結果，是形成大團狀的稀土化合物，還可能有損于硫化物的形態，甚至有“回硫”現象，即脫硫效果不明顯。

為了防止金屬液的二次氧化，應適當地加快澆注速度。

(5)靜置時間的控制

經過稀土1^#合金處理過的金屬液應靜置2分鐘，以利于夾雜物的上浮和去除。靜置時間太短，不利于夾雜物的上浮；靜置時間太長，金屬液容易產生二次氧化，并且金屬液降溫太多。

4、實施結果