一種煉鋼脫氧用稀土鋁基合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別是指一種煉鋼脫氧用稀±侶基合金及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 稀±具有較強(qiáng)的脫氧能力，在煉鋼過(guò)程中可W向剛水中加入稀±作為脫氧劑。稀 ±能與液態(tài)金屬中的氧和硫發(fā)生反應(yīng)生成高烙點(diǎn)的稀±氧化物或稀±硫氧化物，該細(xì)小彌 散的稀±氧化物或稀±硫化物可W作為異質(zhì)形核核屯、，細(xì)化晶粒組織。在后續(xù)的加工處理 過(guò)程中還能促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體形成，并能凈化鋼液，從而使鋼獲得良好的性能。
[0003] 稀±是化學(xué)性質(zhì)很活潑的元素，與氧的親和力強(qiáng)，直接把稀±加入到鋼水中會(huì)與 鋼水中的氧產(chǎn)生劇烈的反應(yīng)，使得鋼液吸入大量的氧，對(duì)鋼液的性能產(chǎn)生不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種煉鋼用稀±侶基合金，通過(guò)本技術(shù)方案，在傳統(tǒng)的脫氧 劑純侶中加入稀±元素形成侶-稀±合金，W降低稀±單獨(dú)加入鋼液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的劇烈程 度，減少鋼液吸氧。稀±元素不僅具有強(qiáng)的脫氧效果，而且與Al的脫氧產(chǎn)物Ah〇3復(fù)合生成大 顆粒的(Re, ADxOy夾雜物，非常容易上浮。稀±在脫氧的同時(shí)，又能改變鋼液中的夾雜，凈化 鋼液，細(xì)化組織，提高鋼的質(zhì)量。
[0005] -種煉鋼用脫氧劑，其組成按重量百分比為：侶85~98.5 %，混合稀±金屬1.5~ 15%。
[0006] 所述原料的技術(shù)參數(shù)為:純侶，Al ^ 99wt% ;混合稀±金屬，Re ^ 95wt%。
[0007] 純侶的化學(xué)成分中（Wt% ): Si < 0.25 Je < 0.4,Cu < 0.05 ,Mn < 0.05 ,Al > 99。
[000引混合稀上金屬化學(xué)成分中（wt%):La> 50~80，Ce> 15~45，Pr3~15。
[0009] 本發(fā)明的煉鋼用脫氧劑通過(guò)W下方法進(jìn)行制備，其制備步驟如下：
[0010] 1、將混合稀±和金屬侶按比例配好待用
[0011] 2、取一部分稱量好的金屬侶置于真空感應(yīng)爐中，然后抽真空，真空度不超過(guò)30化， 將金屬侶加熱融化。
[0012] 3、將混合稀±在真空的環(huán)境中加入到烙融侶液中，混合稀±加入溫度控制在720 ~780°C，保溫時(shí)間20min~化。在誘注前進(jìn)行電磁攬拌均勻化處理，電磁攬拌5~50min，然 后鑄模、出模冷卻，得到中間合金。
[0013] 4、將中間合金和剩余的金屬侶置于真空感應(yīng)爐中，然后抽真空，真空度不超過(guò) 30Pa，將金屬侶和中間合金加熱融化，金屬液溫度控制在720~780°C，保溫時(shí)間30min~化。 在誘注前進(jìn)行電磁攬拌均勻化處理，電磁攬拌IOmin~Ih,然后鑄模、出模冷卻，得到煉鋼脫 氧用稀±侶基合金。
[0014] 5、將稀±侶基合金錠拉成直徑為3~12mm的金屬線或金屬桿，卷繞成盤(pán)，成品入 庫(kù)。
[0015] 在煉鋼過(guò)程中經(jīng)過(guò)喂絲機(jī)將所述的煉鋼脫氧用稀±侶基合金線喂入鋼液中，對(duì)鋼 液進(jìn)行脫氧。
[0016] 將本產(chǎn)品用于車(chē)軸鋼DZl(化學(xué)成分為:0.22~0.29Cwt. % ,0.17~0.37wt. %Si， 0.60~0.80wt.%Mn，0~0.015wt.%P，0~0.010wt.%S，0.95~1.20wt.%Cr，0.20~ 0.30wt.%Mo,0.15~0.30wt.%Ni，0.02~0.06wt.%V，0.010~0.04wt.%Al，0~ 0.20wt. % Cu)，在煉鋼過(guò)程中對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧，并和直接加入等量的侶及等量的稀±進(jìn)行 脫氧的鋼進(jìn)行對(duì)照。
[0017] 該鋼種的煉鋼工藝流程是:轉(zhuǎn)爐+LF+RH+LF+畑，然后誘注。在第二次畑精煉工藝中 完成脫碳后通過(guò)喂絲機(jī)向鋼包中喂入該合金絲。加絲時(shí)的控制條件為:抽真空，鋼液氣氣攬 拌，喂絲時(shí)鋼液氧含量控制在40化pm W下，喂絲速度20m/min，喂入量15m/t。
[001引對(duì)比如下表所示。
[0019]
[C

[0021] 從表中可W看出，采用本發(fā)明進(jìn)行脫氧的DZl車(chē)軸鋼的性能有較明顯的提升。
[0022] 本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，可長(zhǎng)期保存，長(zhǎng)途運(yùn)輸，能有效降低鋼中 氧含量，改善夾雜物分布情況，使鋼的性能得到有效提高。
[0023] 具體實(shí)施方法
[0024] W下通過(guò)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，W下的實(shí)施例僅 能用來(lái)解釋本發(fā)明而不能解釋為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[00巧]一種煉鋼用稀±侶基合金，其組成按重量百分比為侶85~98.5%，稀±1.5~ 15%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[0026] 在本申請(qǐng)的W下實(shí)施例中，煉鋼用脫氧劑的制備方法相同，不同的僅為煉鋼用脫 氧劑的組成成分。因此，在W下的實(shí)施例中，僅提出煉鋼脫氧劑的組成，對(duì)煉鋼脫氧劑的制 備方法不進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] -種煉鋼用脫氧劑，其組成按重量百分比為98%的侶，2%的稀±。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 一種煉鋼用脫氧劑，其組成按重量百分比為95%的侶，5%的稀±。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] -種煉鋼用脫氧劑，其組成按重量百分比為90%的侶，10%的稀±。
[0033] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例1中，制備的所述煉鋼用稀±侶基合金的化學(xué)成分配比（重 量％ )為:98 %侶，2 %混合稀±。其制備步驟如下：
[0034] 1、首先將金屬侶和稀±按98比2的比例配料，稱取200g混合稀±和9800肖金屬侶。
[0035] 2、在稱量好的金屬侶中取出4000g置于真空感應(yīng)爐中，然后抽真空，真空度30化， 將金屬侶加熱融化。
[0036] 3、將混合稀±在真空的環(huán)境中加入到烙融侶液中，混合稀±加入溫度控制在750 °C左右，保溫時(shí)間20min。在誘注前進(jìn)行電磁攬拌均勻化處理，電磁攬拌5min，然后鑄模、出 模冷卻，得到中間合金。
[0037] 4、將中間合金和剩余5800g金屬侶置于真空感應(yīng)爐中，然后抽真空，真空度30化， 將金屬侶和中間合金加熱融化，金屬液溫度控制在750°C左右，保溫時(shí)間40min。在誘注前進(jìn) 行電磁攬拌均勻化處理，電磁攬拌lOmin，然后鑄模、出模冷卻，得到煉鋼脫氧用稀±侶基合 金O
[0038] 5、將稀上侶基合金錠控成直徑為5mm的金屬線，卷繞成盤(pán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煉鋼脫氧用稀土鋁基合金，其特征在于:其組成按重量百分比為鋁85~98.5%， 稀土 1.5~15%，余量為不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述煉鋼脫氧用稀土鋁基合金，其特征是:所述原料的技術(shù)參數(shù)為： 純錯(cuò)，Al 2 99wt% ;混合稀土金屬，Re 2 95wt% ;純錯(cuò)的化學(xué)成分中（wt% ) :Si < 0.25，F(xiàn)e < Ο · 4，Cu < Ο · 05，Mn < Ο · 05，A1 > 99;卞昆合稀土金屬化學(xué)成分中（wt % ): U > 50~80，Ce > 15~ 45，Pr3~15〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述煉鋼脫氧用稀土鋁基合金的制備方法，其特征在于包括以下主 要步驟： (1) 將混合稀土和金屬鋁按一定比例配好待用； (2) 取一部分步驟1中稱量好的金屬鋁置于真空感應(yīng)爐中，然后抽真空加熱，將金屬鋁 加熱融化； (3) 將混合稀土在真空的環(huán)境中加入到熔融鋁液中，保溫一段時(shí)間；在澆注前進(jìn)行電磁 攪拌均勻化處理，然后鑄模、出模冷卻，得到中間合金； (4) 將中間合金和剩余的金屬鋁置于真空感應(yīng)爐中加熱融化，保溫一段時(shí)間。在澆注前 進(jìn)行電磁攪拌均勻化處理，然后鑄模、出模冷卻，得到煉鋼脫氧用稀土鋁基合金； (5) 將稀土鋁基合金錠拉成金屬線或金屬桿，卷繞成盤(pán)，成品入庫(kù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煉鋼脫氧用稀土鋁基合金的制備方法，其特征在于操作步驟 (2) 中，真空感應(yīng)爐的真空度不超過(guò)30Pa。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煉鋼脫氧用稀土鋁基合金的制備方法，其特征在于操作步驟 (3) 中，加入稀土?xí)r的鋁液溫度控制在720~780°C，加入稀土后保溫時(shí)間為20min~2h，澆注 前的電磁攪拌時(shí)間為5~50min。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煉鋼脫氧用稀土鋁基合金的制備方法，其特征在于操作步驟 (4) 中，真空感應(yīng)爐的真空度不超過(guò)30Pa，熔融的金屬液溫度控制在720~780°C，保溫時(shí)間 為30min~3h，電磁攬摔時(shí)間為lOmin~lh。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煉鋼脫氧用稀土鋁基合金的制備方法，其特征在于操作步驟 (5) 中，金屬線或金屬桿直徑為3~12_。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在煉鋼中用于脫氧的稀土鋁基合金及其制備方法。該合金化學(xué)成分(重量％)為：鋁85～98.5％，稀土1.5～15％。其中的稀土成分能夠變質(zhì)夾雜物，對(duì)鋼水起凈化作用，且具有較強(qiáng)的脫氧能力，可在鋼液中形成高熔點(diǎn)的細(xì)小的稀土氧化物，可作為異質(zhì)形核的核心，細(xì)化晶粒，并在后續(xù)的加工處理過(guò)程中誘導(dǎo)晶內(nèi)鐵素體的形核，從而使鋼獲得良好的性能。鋁是傳統(tǒng)的脫氧劑，在鋁中加入稀土元素，使得其在脫氧的同時(shí)，又能改變鋼液中的夾雜，凈化鋼液，提高鋼的質(zhì)量。在制備的過(guò)程中采用真空熔煉的方法，可極大地提高稀土的收得率。
【IPC分類(lèi)】C22C21/00, C21C7/06, C22C1/03
【公開(kāi)號(hào)】CN105714020
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610211273
【發(fā)明人】朱松, 王自東, 劉鑫貴, 吳毅
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué), 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所, 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院