專利名稱：一種用于鋼中加入的LaFeSiCa合金及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煉鋼連鑄生產(chǎn)技術，即鋼鐵冶金技術領域，具體涉及一種煉鋼連鑄生產(chǎn)中稀土加入用LaFeSiCa中間合金及其制造方法。
背景技術：
我國是世界稀土資源和稀土產(chǎn)量第一的稀土大國，又是稀土消費大國，也是鋼產(chǎn)量第一的鋼鐵大國，但鋼材品種質量與國外先進水平相比還有相當大的差距，仍有相當數(shù)量的鋼材需要進口。稀土在鋼中有凈化鋼液，使夾雜物變性和微合金化作用，一般能使重軌、鋼板、無縫鋼管、棒材的橫向沖擊韌性顯著提高，耐氧化及抗腐蝕性能明顯提高，還能提高塑性及抗層狀撕裂性能。國內(nèi)外許多鋼廠的多年生產(chǎn)實踐證明，鋼中加入稀土，是提高鋼質、發(fā)展新品種的有效措施之一。自二十世紀五十年代以來，國內(nèi)外進行了大量有關稀土在鋼中作用的研究工作，取得非常重要的成果、專著、發(fā)明專利；二十世紀七十、八十年代后，稀土鋼作為成熟產(chǎn)品進入中國鋼鐵產(chǎn)品名單，稀土鋼中的板材品種占絕大多數(shù)；RE在鋼中的作用歸納為凈化、變質和微合金化三大作用；稀土對鋼的凈化作用，可深度降低氧和硫的含量；稀土對鋼中夾雜物的變質作用，可改變夾雜物(MnS、Al203)的性質、形態(tài)和分布，鈣處理已被公認是取得低雜質鋼的較為經(jīng)濟可行的技術措施；稀土對鋼的微合金化作用，充分發(fā)揮稀土與微合金化元素(鈮、釩、鈦、硼)、合金元素(鎳、鉻、鑰、銅)的優(yōu)勢互補作用，減少低熔點金屬(銻、錫、鉛、鋅、砷、鉍、銅等)在鋼中的危害作用(脆性)，發(fā)揮微量稀土元素強抑制局域弱化作用，綜合改善鋼的性能，提高鋼材產(chǎn)品差異化。進入二十世紀九 十年代，RE在鋼中的合金化作用得到廣泛研究，為稀土在鋼中應用提供了更加廣闊空間。二十世紀末期、二十一世紀初期，煉鋼生產(chǎn)進入全連鑄時代，稀土鋼生產(chǎn)卻日漸沉寂一稀土鋼產(chǎn)量大幅度下降。連鑄生產(chǎn)稀土鋼的稀土加入工藝主要有三種:結晶器喂稀土絲(包覆鐵皮)工藝、中間包喂稀土絲(包覆鐵皮)工藝、鋼包喂稀土(RESiCa、RECa)復合包芯線工藝。稀土加入工藝不同，稀土的回收率也不同。而稀土的回收率高，意味著稀土在鋼中殘留的多，稀土殘留量對稀土鋼的性能起著決定性作用。鋼包喂稀土(RESiCa、RECa)復合包芯線工藝，是用喂絲機將9 13mm的稀土包芯線(用鐵皮將硅鈣粉和稀土絲包覆)喂入鋼包內(nèi)。不經(jīng)VD工藝的鋼種采用在精煉后期喂稀土(RESiCa,RECa)復合包芯線，經(jīng)VD (RH)工藝的鋼種采用在VD (RH)后喂稀土(RESiCa、RECa)復合包芯線。結晶器喂稀土絲(包覆鐵皮)工藝，是用喂絲機將稀土絲(包覆鐵皮)喂入結晶器內(nèi)。對多流大方還、小方還、圓還連鑄，需多臺喂絲機，一流對一絲；對板還連鑄，需一流對二絲。
中間包喂稀土絲(包覆鐵皮)工藝，是用喂絲機將稀土絲(包覆鐵皮)喂入中間包T型口。由于中間包喂稀土絲是在連鑄生產(chǎn)較后期加入，鋼水從中間包T型口流到結晶器有一定時間，稀土在鋼液中有較充分的時間進行擴散，使稀土在鋼中分布均勻。另外，也為稀土夾雜物上浮創(chuàng)造了條件，起到了凈化鋼液作用。在鋼的冶煉控制技術和鋼質潔凈度不斷提高的今天，稀土元素在鋼中的作用將能得到更有效的控制和更好的發(fā)揮；在面臨鋼材產(chǎn)品市場殘酷競爭的今天，稀土元素在鋼中將能得到更有效的綜合利用；用稀土這個戰(zhàn)略元素提高鋼材產(chǎn)品的差異化、增強鋼材產(chǎn)品的市場競爭力，把稀土的資源優(yōu)勢轉化為鋼材產(chǎn)品的品種優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢，使稀土在提高鋼材產(chǎn)品的差異化中發(fā)揮其獨特作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有鋼中稀土加入工藝及稀土材料形式的缺陷和不足，提供一種煉鋼連鑄生產(chǎn)中稀土加入用LaFeSiCa中間合金及其制造方法。為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術方案如下所述。本發(fā)明所述的LaFeSiCa中間合金是由下列重量百分比的原材料組成:純鐵65 % 90 %，單一稀土金屬鑭30 % 5 %，SiCa合金及輔助材料5 %。本發(fā)明所述的連鑄生產(chǎn)鋼中稀土加入用LaFeSiCa中間合金是按照以下方法制成的: 首先按照100公斤/爐配料，將按照要求重量百分比配備稱量的純鐵，放入100公斤中頻感應爐真空坩堝內(nèi)，進行真空熔煉，真空度< 60Pa。以硅鋇鈣充分脫氧，待溫度達到1550°C 1650°C時，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入按照要求重量百分比配備稱量的單一稀土金屬鑭，加入單一稀土金屬鑭后的熔化、混合均勻時間為I 10分鐘，然后將熔化、混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為顆粒狀形式的LaFeSiCa中間合金,粒度為5mm 30mm,利用雙層覆膜包裝成為5公斤 25公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。本發(fā)明產(chǎn)品的化學成分及重量百分含量:化學成分:Fe、單一稀土金屬鑭、SiCa合金及輔助材料。所述原材料的技術參數(shù):Fe ^ 99%,單一稀土金屬鑭≥99%純鐵化學成分(%):C ≤0.03，Si ( 0.25，Mn ( 0.25，P ≤ 0.01，S ≤0.007，
Fe ^ 99,其它為雜質元素。單一稀土金屬鑭化學成分):La≤99，其它為雜質元素。本發(fā)明產(chǎn)品在制備過程中把握三個關鍵:(I)原材料必須優(yōu)選，原材料的含量指標必須滿足要求；(2)原材料在高溫液態(tài)下必須混合均勻，以保證LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品顆粒的各化學成分均勻。(3)LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品顆粒的粒度為5mm 30mm,本發(fā)明所述的以LaFeSiCa中間合金形式向鋼中加入單一稀土金屬鑭，具有以下明顯優(yōu)點和效果:
(I)不增加設備和操作人員，操作簡單方便，稀土加入工藝操作時間縮短、效率提高，解決了鋼中加入稀土的難題，稀土加入形式新穎、高效；(2)因加入中間合金形式的操作簡單方便，鋼中稀土加入的操作成本降低；(3)由于LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品為顆粒狀形式，熔點較高，稀土的燒損大幅度減少，稀土的收得率大幅度提高，鋼中稀土加入的材料成本降低；(4)由于稀土的收得率大幅度提高，稀土的加入量大幅度減少，鋼中稀土夾雜物的尺寸減小、數(shù)量減少，鋼材產(chǎn)品的質量提高；(5)無鋼液噴濺、無煙塵產(chǎn)生，稀土的加入操作安全可靠，操作環(huán)境有效改善；(6)由于LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品為顆粒狀形式，熔點較高，比重較高，稀土在鋼液中的分布均勻；(7)因稀土加入工藝操作時間縮短、效率提高，煉鋼生產(chǎn)效率提高；(8)因稀土加入工藝操作時間縮短，稀土的燒損大幅度減少，稀土的收得率大幅度提高，稀土的加入量大幅度減少，鋼材產(chǎn)品的質量提高，稀土鋼鋼材產(chǎn)品的綜合成本降低；
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明進行詳細描述。實施例1:本發(fā)明所述的LaFeSiCa中間合金是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的:純鐵70%，單一稀土金屬鑭25%，SiCa合金及輔助材料5%。制作方法如下所述:
首先按照100公斤/爐配料，將按照要求重量百分比配備稱量的純鐵，放入100公斤中頻感應爐真空坩堝內(nèi)，進行真空熔煉，真空度50Pa。以硅鋇鈣充分脫氧，待溫度達到1630°C時，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入按照要求重量百分比配備稱量的單一稀土金屬鑭，加入單一稀土金屬鑭后的熔化、混合均勻時間為2分鐘,然后將熔化混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為顆粒狀形式的LaFeSiCa中間合金，粒度為5mm 15mm,利用雙層覆膜包裝成為5公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。實施例2:本發(fā)明所述的LaFeSiCa中間合金是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的:純鐵75%，單一稀土金屬鑭20%，SiCa合金及輔助材料5%。制作方法如下所述:首先按照100公斤/爐配料，將按照要求重量百分比配備稱量的純鐵，放入100公斤中頻感應爐真空坩堝內(nèi)，進行真空熔煉，真空度55Pa。以硅鋇鈣充分脫氧，待溫度達到1650°C時，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入按照要求重量百分比配備稱量的單一稀土金屬鑭，加入單一稀土金屬鑭后的熔化、混合均勻時間為I分鐘，然后將熔化混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為顆粒狀形式的LaFeSiCa中間合金，粒度為5mm 20mm,利用雙層覆膜包裝成為10公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。實施例3:本發(fā)明所述的LaFeSiCa中間合金是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的:純鐵80%，單一稀土金屬鑭15%，SiCa合金及輔助材料5%。制作方法如下所述:首先按照100公斤/爐配料，將按照要求重量百分比配備稱量的純鐵，放入100公斤中頻感應爐真空坩堝內(nèi)，進行真空熔煉，真空度53Pa。以硅鋇鈣充分脫氧，待溫度達到1600°C時，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入按照要求重量百分比配備稱量的單一稀土金屬鑭，加入單一稀土金屬鑭后的熔化、混合均勻時間為5分鐘,然后將熔化混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為顆粒狀形式的LaFeSiCa中間合金，粒度為6mm 30mm,利用雙層覆膜包裝成為15公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。實施例4:本發(fā)明所述的LaFeSiCa中間合金是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的:純鐵:85%，單一稀土金屬鑭10%，SiCa合金及輔助材料5%。制作方法如下所述:首先按照100公斤/爐配料，將按照要求重量百分比配備稱量的純鐵，放入100公斤中頻感應爐真空坩堝內(nèi)，進行真空熔煉，真空度60Pa。以硅鋇鈣充分脫氧，待溫度達到1580°C時，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入按照要求重量百分比配備稱量的單一稀土金屬鑭，加入單一稀土金屬鑭后的熔化、混合均勻時間為6分鐘,然后將熔化混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為顆粒狀形式的LaFeSiCa中間合金，粒度為5mm 25mm，利用雙層覆膜包裝成為5、10、15公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。實施例5:
本發(fā)明所述的LaFeSiCa中間合金是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的:純鐵90%，單一稀土金屬鑭5%，SiCa合金及輔助材料5%。制作方法如下所述:首先按照100公斤/爐配料，將按照要求重量百分比配備稱量的純鐵，放入100公斤中頻感應爐真空坩堝內(nèi)，進行真空熔煉，真空度53Pa。以硅鋇鈣充分脫氧，待溫度達到1550°C時，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入按照要求重量百分比配備稱量的單一稀土金屬鑭，加入單一稀土金屬鑭后的熔化、混合均勻時間為10分鐘,然后將熔化混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為顆粒狀形式的LaFeSiCa中間合金，粒度為8mm 30mm，利用雙層覆膜包裝成為5、10、20公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。
權利要求
1.一種用于鋼中加入的LaFeSiCa合金,其特征在于所述LaFeSiCa中間合金是由下列重量百分比的原材料經(jīng)過加工制成的:純鐵65 % 90 %，單一稀土金屬鑭30 % 5 %，SiCa合金及輔助材料5%。
2.一種如權利要求(1)所述特征的用于鋼中加入的LaFeSiCa合金的制備工藝，其特征在于首先按照100公斤或5公斤 500公斤/爐配料，將按照要求重量百分比配備稱量的純鐵，放入100公斤真空中頻感應爐坩堝內(nèi)，進行真空熔煉，真空度≤60Pa ;以硅鋇鈣充分脫氧，待溫度達到1580°C 1650°C時，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入按照要求重量百分比配備稱量的單一稀土金屬鑭，加入單一稀土金屬鑭后的熔化、混合均勻時間為1分鐘 10分鐘，然后將熔化混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為顆粒狀形式的LaFeSiCa中間合金，粒度為5mm 30mm，利用雙層覆膜包裝成為5公斤 25公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鋼中加入的LaFeSiCa合金及其制造方法，屬于鋼鐵冶金技術領域。本發(fā)明是由下列原材料經(jīng)過加工制成的純鐵65％～90％、單一稀土鑭30％～5％、SiCa合金及輔助材料5％。將所述原材料按照要求重量百分比配備稱量，首先將純鐵放入真空中頻感應爐坩堝內(nèi)，進行真空熔煉。以硅鋇鈣充分脫氧后，向坩堝內(nèi)純鐵鋼水加入單一稀土金屬鑭，熔化后，混合均勻1～10分鐘，然后將熔化混合均勻的LaFeSiCa中間合金鋼水澆入組合鋼錠模中使其完全冷卻，開模后脫模即成為LaFeSiCa中間合金塊，粒度為5mm～30mm，利用雙層覆膜包裝成為5公斤～25公斤/袋的LaFeSiCa中間合金產(chǎn)品。
文檔編號C22C33/04GK103103434SQ201310059140
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權日2013年2月26日
發(fā)明者程德富, 趙殿清, 何建中, 賀景春 申請人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司