专利名称：一种用于钢中加入的CeFeSiCa合金及其制造方法
技术领域：
本发明属于炼钢连铸生产技术，即钢铁冶金技术领域，具体涉及ー种炼钢连铸生产中稀土加入用CeFeSiCa中间合金及其制造方法。
ニ背景技术：
我国是世界稀土资源和稀土产量第一的稀土生产大国，又是稀土消费大国，也是钢产量第一的钢铁大国，但钢材品种质量与国外先进水平相比还有相当大的差距，仍有相当数量的钢材需要进ロ。稀土在钢中有净化钢液，使夹杂物变性和微合金化作用，一般能使重轨、钢板、无缝钢管、棒材的横向冲击韧性显著提高，耐氧化及抗腐蚀性能明显提高，还能提高其塑性及抗层状撕裂性能。国内外许多钢厂的多年生产实践证明，钢中加入稀土，是提闻钢质、发展新品种的有效措施之一。自二十世纪五十年代以来，国内外进行了大量有关稀土在钢中作用的研究工作，取得非常重要的成果、专著、发明专利；二十世纪七十、八十年代后，稀土钢作为成熟产品进入中国钢铁产品名单，稀土钢中的板材品种占绝大多数；RE在钢中的作用归纳为净化、变质和微合金化三大作用；稀土对钢的净化作用，可深度降低氧和硫的含量；稀土对钢中夹杂物的变质作用，可改变夹杂物(MnS、Al203)的性质、形态和分布，钙处理已被公认是取得低杂质钢的较为经济可行的技术措施；稀土对钢的微合金化作用，充分发挥稀土与微合金化元素(铌、钒、钛、硼)、合金元素(镍、铬、钥、铜)的优势互补作用，減少低熔点金属(锑、锡、铅、锌、神、铋、铜等)在钢中的危害作用(脆性)，发挥微量稀土元素强抑制局域弱化作用，综合改善钢的性能，提高钢材产品差异化。进入二十世纪九十年代，RE在钢中的合金化作用得到广泛研究，为稀土在钢中应用提供了更加广阔空间。二十世纪末期、二十一世纪初期，炼钢生产进入全连铸时代，稀土钢生产却日渐沉寂，稀土钢产量大幅度下降。连铸生产稀土钢的稀土加入エ艺主要有三种:结晶器喂稀土丝(包覆铁皮)エ艺、中间包喂稀土丝(包覆铁皮)エ艺、钢包喂稀土(RESi Ca、RECa)复合包芯线エ艺。稀土加入エ艺不同，稀土的回收率也不同。而稀土的回收率高，意味着稀土在钢中残留的多，稀土残留量是对稀土钢的性能起着决定性的因素。钢包喂稀土(RESiCa、RECa)复合包芯线エ艺，是用喂丝机将Cpl3mm的稀土包芯线(用铁皮将硅钙粉和稀土丝包覆)喂入钢包内。不经VDエ艺的钢种采用在精炼后期喂稀土(RESiCa、RECa)复合包芯线，经VD (RH)エ艺的钢种采用在VD (RH)后喂稀土(RESiCa、RECa)复合包芯线。结晶器喂稀土丝(包覆铁皮)エ艺，是用喂丝机将稀土丝(包覆铁皮)喂入结晶器内。对多流大方还、 小方还、圆还连铸，需多台喂丝机，一流对一丝；对板还连铸，需一流对ニ丝。
中间包喂稀土丝(包覆铁皮)エ艺，是用喂丝机将稀土丝(包覆铁皮)喂入中间包T型ロ。由于中间包喂稀土丝是在连铸生产后期加入，钢水从中间包T型ロ流到结晶器有一定时间，稀土在钢液中有较充分的时间进行扩散，使稀土在钢中分布均匀。另外，也为稀土夹杂物上浮创造了条件，起到了净化钢液作用。在钢的冶炼控制技术和钢质洁净度不断提高的今天，稀土元素在钢中的作用将能得到更有效的控制和更好的发挥；在面临钢材产品市场残酷竞争的今天，稀土元素在钢中将能得到更有效的综合利用；用稀土这个战略元素提高钢材产品的差异化、增强钢材产品的市场竞争力，把稀土的资源优势转化为钢材产品的品种优势和经济优势，使稀土在提高钢材产品的差异化中发挥其独特作用。
发明内容
本发明的目的是为克服现有钢中稀土加入エ艺及稀土材料形式的缺陷和不足，提供一种炼钢连铸生产中稀土加入用CeFeSiCa中间合金及其制造方法。为实现上述目的本发明采用的技术方案如下所述。本发明所述的CeFeSiCa中间合金是由下列重量百分比的原材料组成:纯铁65 % 90 %，单ー稀土金属铈30 % 5 %，SiCa合金及辅助材料5 %。本发明所述的连铸生产钢中稀土加入用CeFeSiCa中间合金是按照以下方法制成的:首先按照100公斤/炉配料，将按照要求重量百分比配备称量的纯铁，放入100公斤中频感应炉真空坩埚内，进行真空熔炼，真空度< 60Pa。以硅钡钙充分脱氧，待温度达到1550°C 1650°C吋，向坩埚内的纯铁钢水中加入按照要求重量百分比配备称量的単一稀土金属铈，加入単一稀土金属铈后的熔化、混合均匀时间为I 10分钟，然后将熔化混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇 入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为颗粒状形式的CeFeSiCa中间合金,粒度为5mm 30mm,利用双层覆膜包装成为5公斤 25公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。本发明产品的化学成分及重量百分含量:化学成分:Fe、单一稀土金属铺、SiCa合金及辅助材料。 所述原材料及技术參数:纯Fe彡98%、单ー稀土金属铈彡95%纯铁化学成分(%):C ^ 0.03，Si く 0.25，Mn く 0.25，P 彡 0.01，S 彡 0.007，
Fe彡98，其它(略)。単一稀土金属铈化学成分):Ce彡98。本发明产品在制备过程中把握三个关键:(I)原材料必须优选，原材料的含量指标必须满足要求；(2)原材料在高温液态下必须混合均勻，以保证CeFeSiCa中间合金产品颗粒的各化学成分均匀。(3)CeFeSiCa中间合金产品颗粒的粒度为5mm 30mm,本发明所述的以CeFeSiCa中间合金形式向钢中加入単一稀土金属铈，具有以下明显优点和效果:
(I)不增加设备和操作人员，操作简单方便，稀土加入エ艺操作时间缩短、效率提高，解决了钢中加入稀土的难题，稀土加入形式新颖、高效；(2)因加入中间合金形式的操作简单方便，钢中稀土加入的操作成本降低；(3)由于CeFeSiCa中间合金产品为颗粒状形式，熔点较高，稀土的烧损大幅度减少，稀土的收得率大幅度提高，钢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，钢中稀土夹杂物的尺寸减小、数量減少，钢材产品的质量提高；(5)无钢液喷溅、无烟尘产生，稀土的加入操作安全可靠，操作环境有效改善；(6)由于CeFeSiCa中间合金产品为颗粒状形式，熔点较高，比重较高，稀土在钢液中的分布均匀；(7)因稀土加入エ艺操作时间缩短、效率提高，炼钢生产效率提高；(8)因稀土加入エ艺操作时间缩短，稀土的烧损大幅度減少，稀土的收得率大幅度提高，稀土的加入量大幅度減少，钢材产品的质量提高，稀土钢钢材产品的综合成本降低；
四具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细描述。实施例1:本发明所述的CeFeSiCa中间合金是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的:纯铁70%，单ー稀土金属铈25%，SiCa合金及辅助材料5%。CeFeSiCa中间合金是按照以下方法制成的:首先按照100公斤/炉配料，将按照重量百分比要求进行配备称量的纯铁，放入100公斤中频感应炉真空坩埚内，进行真空熔炼，真空度50Pa。以硅钡钙充分脱氧，待温度达到1650°C吋，向坩埚内的纯铁钢水中加入按照重量百分比要求进行配备称量的単一稀土金属铈，加入単一稀土金属铈后的熔化、混合均匀时间为2分钟，然后将熔化、混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为颗粒状形式的CeFeSiCa中间合金，粒度为IOmm 20mm，利用双层覆膜包装成为10公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。实施例2:本发明所述的CeFeSiCa中间合金是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的:纯铁75%，单ー稀土金属铈20%，SiCa合金及辅助材料5%。然后按照下述方法进行生产制作:首先按照100公斤/炉配料，将按照重量百分比要求进行配备称量的纯铁，放入100公斤中频感应炉真空坩埚内，进行真空熔炼，真空度58Pa。以硅钡钙充分脱氧，待温度达到1600°C吋，向坩埚内的纯铁钢水中加入按照重量百分比要求进行配备称量的単一稀土金属铈，加入単一稀土金属铈后的熔化、混合均匀时间为7分钟，然后将熔化、混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为颗粒状形式的CeFeSiCa中间合金，粒度为IOmm 25mm，利用双层覆膜包装成为10公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。实施例3:
本发明所述的CeFeSiCa中间合金是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的:纯铁80%，单ー稀土金属铈15%，SiCa合金及辅助材料5%。然后按照下述方法进行生产制作:首先按照100公斤/炉配料，将按照重量百分比要求进行配备称量的纯铁，放入100公斤中频感应炉真空坩埚内，进行真空熔炼，真空度55Pa。以硅钡钙充分脱氧，待温度达到1610°C吋，向坩埚内的纯铁钢水中加入按照重量百分比要求进行配备称量的単一稀土金属铈，加入単一稀土金属铈后的熔化、混合均匀时间为5分钟，然后将熔化、混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为颗粒状形式的CeFeSiCa中间合金，粒度为IOmm 30mm，利用双层覆膜包装成为15公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。实施例4:本发明所述的CeFeSiCa中间合金是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的:纯铁:85%，单ー稀土金属铈10%，SiCa合金及辅助材料5%。然后按照下述方法进行生产制作:
首先按照100公斤/炉配料，将按照重量百分比要求进行配备称量的纯铁，放入100公斤中频感应炉真空坩埚内，进行真空熔炼，真空度55Pa。以硅钡钙充分脱氧，待温度达到1550°C吋，向坩埚内的纯铁钢水中加入按照重量百分比要求进行配备称量的単一稀土金属铈，加入単一稀土金属铈后的熔化、混合均匀时间为10分钟，然后将熔化、混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为颗粒状形式的CeFeSiCa中间合金，粒度为IOmm 25mm，利用双层覆膜包装成为5公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。实施例5:本发明所述的CeFeSiCa中间合金是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的:纯铁90 %，単一稀土金属铈5 %，SiCa合金及辅助材料5 %。然后按照下述方法进行生产制作:首先按照100公斤/炉配料，将按照重量百分比要求进行配备称量的纯铁，放入100公斤中频感应炉真空坩埚内，进行真空熔炼，真空度45Pa。以硅钡钙充分脱氧，待温度达到1580°C吋，向坩埚内的纯铁钢水中加入按照重量百分比要求进行配备称量的単一稀土金属铈，加入単一稀土金属铈后的熔化、混合均匀时间为8分钟，然后将熔化、混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为颗粒状形式的CeFeSiCa中间合金，粒度为15mm 30mm，利用双层覆膜包装成为25公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。
权利要求
1.ー种用于钢中加入的CeFeSiCa合金,其特征在于所述CeFeSiCa合金是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的:纯铁65% 90%，单ー稀土金属铈30% 5%，SiCa合金及辅助材料5%。
2.一种如权利要求1所述特征的用于钢中加入的CeFeSiCa合金的制造方法，其特征在于首先按照5公斤 500公斤/炉配料，将按照要求重量百分比配备称量的纯铁，放入真空中频感应炉坩埚内，进行真空熔炼，真空度< 60Pa，以硅钡钙充分脱氧，待温度达到1580°C 1650°C吋 ，向坩埚内的钢水中加入按照要求重量百分比配备称量的単一稀土金属铈，然后熔化、混合均匀时间为2分钟 10分钟，其后将熔化混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为颗粒状形式的CeFeSiCa中间合金，粒度为5mm 30mm,利用双层覆膜包装成为5公斤 25公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。
全文摘要
一种用于钢中加入的CeFeSiCa合金及其制造方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明是由下列原材料经过加工制成的纯铁、单一稀土铈、SiCa合金、辅助材料。将所述原材料按照要求重量百分比配备称量，首先将纯铁放入真空中频感应炉坩埚内，进行真空熔炼。以硅钡钙充分脱氧后，向坩埚内纯铁钢水加入按照要求重量百分比配备称量的单一稀土金属铈，加入钢水中的单一稀土金属铈熔化后、混合均匀，然后将熔化混合均匀的CeFeSiCa中间合金钢水浇入组合钢锭模中使其完全冷却，开模后脱模即成为CeFeSiCa中间合金块，粒度为5mm～30mm，利用双层覆膜包装成为5公斤～25公斤/袋的CeFeSiCa中间合金产品。
文档编号C22C33/04GK103114236SQ20131005906
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者程德富, 赵殿清, 何建中, 贺景春 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司