一种稀土铁中间合金及其用途
【专利摘要】本发明涉及是一种稀土铁中间合金及其用途，所述稀土铁中间合金是以纯铁或优质钢、稀土金属为原料，采用经过等压、高温烧结后的碱土金属氧化物坩埚的真空冶炼炉中，抽真空，然后充入惰性气体保护，经过高温熔化-精炼、电磁搅拌合金化过程，然后浇铸到锭模中得到稀土铁中间合金，制得的稀土铁中间合金中稀土含量为1～50%mass；其用途是用于用于稀土钢的生产。其优点是：合金中稀土元素以化合态的形式存在，在稀土钢生产中添加本发明的合金，可根本解决稀土在钢中的有效加入问题，显著提高稀土收得率，准确控制钢中稀土的含量，降低稀土的加入成本，改善和提高钢材的塑性、低温冲击韧性、厚度方向性能和耐腐蚀性能。
【专利说明】—种稀土铁中间合金及其用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及是一种稀土铁中间合金及其用途，属于冶金材料领域。
【背景技术】
[0002]上世纪70年代初，美国对稀土钢应用研究的主要目的是减少钢中的有害杂质，提高钢的纯净度，70年代中期，国际层面上才开始研究稀土在钢中的机理和作用。我国早在80年代初期开始研究稀土钢，研究了各种各样稀土在钢中的加入方法，但效果不是十分理想，稀土钢添加剂有单一稀土金属，混合稀土金属，其形状有块状、锭状、丝状、粉状、棒状或充填含稀土粉料的包芯线等多种形式。但是由于稀土金属活泼，比重低于钢，很难加入到1600°C以上的钢液中，稀土的烧损严重，收得率非常低，难以改善钢的性能，致使稀土钢的生产成本过高，未得到市场认可。因此，需要探索制备一种新型的稀土铁合金，从而解决长期制约稀土钢中稀土成分控制不稳定、并且不易加入钢中、烧损大、收得率低等多年来研究的难题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种稀土铁中间合金及其用途，在稀土钢生产中添加本发明的稀土铁中间合金，可根本解决稀土在钢中的有效加入问题，显著提高稀土收得率，准确控制钢中稀土的含量，降低稀土的加入成本，改善和提高钢材的塑性、低温冲击韧性、厚度方向性能和耐腐蚀性能。
[0004]为实现上述目 的，本发明的技术方案为:
一种稀土铁中间合金，以纯铁或优质钢、稀土金属为原料，采用经过等压、高温烧结后的碱土金属氧化物坩埚的真空冶炼炉，将计算好配比的稀土金属与纯铁或优质钢放入真空炉内坩埚中，抽真空，然后充入惰性气体保护，经过高温熔化-精炼、电磁搅拌合金化过程，然后浇铸到锭模中得到稀土铁中间合金，制得的稀土铁中间合金中稀土含量为I~50%mass ;其中:高温熔化温度为1000~1500°C，精炼过程温度为1400~1500°C，精炼时间为5~15分钟。
[0005]所述稀土金属为俩、铺、谱、钦、银、紅、箱、礼、铺、摘、钦、辑、钱、镜、错、锐、乾中一种或几种；
所述的抽真空是20pa以下；
所述的惰性气体为氮气、氩气中一种或多种。
[0006]所述稀土铁中间合金的用途是:在稀土钢的生产中作为中间合金使用，将稀土元素成分以化合态的形式加入到稀土钢中。
[0007]本发明的有益效果:本发明提出的稀土铁中间合金中稀土元素以化合态的形式存在，抗氧化性好，热稳定性高；合金中稀土元素成分均匀稳定，低偏析，0、S、P、C等杂质含量低；稀土铁中间合金密度接近于钢的密度，易熔于钢中，实现了对钢水的深度净化；同时添加后可根本解决稀土在钢中的有效加入问题，显著提高稀土收得率，能够准确控制钢中稀土的含量，降低了稀土的加入成本，改善和提高了钢材的塑性、低温冲击韧性、厚度方向性能和耐腐蚀性能。而且二次带入的杂质含量低，产品质量好，波动范围小，生产成本低，是一种理想的稀土钢添加剂。同时通过稀土铁中间合金加入的稀土元素通过弥散强化使稀土在钢中的应用领域扩大，特别是稀土在一些高尖端【技术领域】得到应用。
【具体实施方式】
[0008]以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。
[0009]实施例1
以稀土金属铈和纯铁为原料，按照质量百分比50:50配料，然后加入到氧化镁坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1300°C进行熔炼，保温时间为15分钟，电磁搅拌浇铸，快速冷却，得到了铈铁合金，铈含量49.7%。将本铈铁中间合金应用到生产BT700E钢中，稀土收得率达到40-50%，较其它方法提高了近3倍。
[0010]实施例2
以稀土金属镧和纯铁为原料，按照质量百分比30:70配料，然后加入到氧化镁坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1400°C进行熔炼，保温时间为15分钟，电磁搅拌浇铸，快速冷却，得到了镧铁合金，镧含量29.6%。将本镧铁中间合金应用到生产BT700E钢中，稀土收得率达到30-40%，较其它方法提高了近2倍。
[0011]实施例3
以稀土金属钕和纯铁为原料，按照质量百分比40:60配料，然后加入到氧化镁坩埚内，置于真空炉内，抽真空至2`0pa，然后充入氩气保护，升温至1350°C进行熔炼，保温时间为15分钟，电磁搅拌浇铸，快速冷却，得到了钕铁合金，钕含量39.4%。
[0012]实施例4
以稀土金属镧、铈和纯铁为原料，按照质量百分比3.5:6.5:90配料，然后加入到氧化镁坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1400°C进行熔炼，保温时间为15分钟，电磁搅拌浇铸，快速冷却，得到了镧铈混合稀土铁合金，镧含量3.42%，铈含量6.48%。将本镧铈铁中间合金应用到生产Q550D钢中，稀土收得率达到40_50%，较其它方法提高了近3倍。
【权利要求】
1.一种稀土铁中间合金，其特征是:以纯铁或优质钢、稀土金属为原料，采用经过等压、高温烧结后的碱土金属氧化物坩埚的真空冶炼炉，将计算好配比的稀土金属与纯铁或优质钢放入真空炉内坩埚中，抽真空，然后充入惰性气体保护，经过高温熔化-精炼、电磁搅拌合金化过程，然后浇铸到锭模中得到稀土铁中间合金，制得的稀土铁中间合金中稀土含量为I~50%mass ;其中:高温熔化温度为1000~1500°C，精炼过程温度为1400~1500°C，精炼时间为5~15分钟。
2.根据权利要求1所述的稀土铁中间合金，其特征是:所述稀土金属为镧、铈、镨、钕、银、紅、铕、,L、铺、镝、钦、铒、钱、镱、镥、锐、中—种或几种。
3.根据权利要求1所述的稀土铁中间合金，其特征是:所述的抽真空是20pa以下。
4.根据权利要求1所述的稀土铁中间合金，其特征是:所述的惰性气体为氮气、氩气中一种或多种。
5.一种根据权利要求1~4所述的稀土铁中间合金的用途，其特征是:在稀土钢的生产中作为中间合金使用，将稀`土元素成分以化合态的形式加入到稀土钢中。
【文档编号】C22C1/02GK103820698SQ201410085357
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】于雅樵, 张志宏, 吕卫东, 高日增, 陈国华, 刘玉宝, 杨雄 申请人:包头稀土研究院