专利名称：高镧混合稀土金属丝、棒及含铝、钡、钙、镁的稀土合金丝、棒的生产方法
一背景技术：
本发明涉及稀土金属热加工技术领域，尤其是高镧混合稀土金属丝、棒及含铝、钡、钙、镁的稀土合金丝、棒的生产方法。
目前，炼钢采用的稀土添加剂，大多数为富铈(Ce≥45％)混合稀土金属丝。尽管稀土金属具有很强的脱硫、脱氧能力，但由于炼钢过程中产生的稀土——氧——硫夹杂，熔点高、比重大，难以聚集上浮排除，从而降低了钢水的纯净度。而且随着炼钢技术的发展，钢水脱硫技术有了很大的提高，钢水中的硫含量可达到0.005％，甚至更低。因此，降低钢水中氧含量的问题更显突出。高镧混合稀土金属丝、棒利用了镧比铈具有更强脱氧能力的特性，可进一步降低钢水中的氧含量。含铝、钡、钙、镁的稀士合金丝、棒，也属高镧类型，利用铝、钡、钙、镁作为稀土复合杂质形核中心，形成熔点低，比重小的稀土复合夹杂，容易聚集上浮排除，可极大地提高钢水的纯净度。由此可见添加剂的作用十分重要，高质量的添加剂无疑是提高钢水纯净度的关键因素之一。
稀土金属丝、棒的生产要经熔炼，热加工等工序。因稀土金属化学活性大，易氧化、多采用真空感应电炉专用设备，操作麻烦、工艺复杂、成本也高。也有采用焦炭炉加热法熔制混合稀土金属，但这种工艺方法，温度难以控制，造成产品质量较差。于是，对混合稀土金属丝、棒的生产方法进行改进，(见混合稀土金属丝、棒的制作方法，申请号91105686、6)，产品质量在原基础上得到提高，但仍然是提供不了高质量的混合稀土金属丝、棒的产品，也满足不了炼钢技术的要求。
二
发明内容
本发明的目的就是要提供一种生产高纯度的物理性能优越的高镧混合稀土金属丝、棒及含铝、钡、钙、镁的稀土合金丝、棒的生产方法，以满足炼钢技术的要求。
本发明以如下的形式来实现的一种高镧混合稀土金属，其化学组成[重量％]为La60～90％，Ce+Pr+Nd＜35％，其余为不可避免的杂质。另一种高镧混合稀土金属，其化学组成为La60～90％；Ce+Pr+Nd＜35％；0＜Al+Ba+Ca+Mg＜4％，其余为不可避免的杂质。上述两种成份的金属(合金)经熔炼后铸锭，铸锭经预热、挤压成φ1.0～5.0mm的丝或φ6～22mm的棒。具体步骤是首先熔炼铸锭，按照传统工艺修筑中频炉的内胆，稀土金属与覆盖剂(KCI)分层混装在坩埚内熔化，能大大降低熔渣污染金属液的程度，同时由于覆盖剂(KCI)充满金属块之间的间隙，可充分发挥覆盖剂(KCI)的集渣作用，有利于保证金属液的纯度。对于熔炼含铝、钡、钙、镁的高镧混合稀土金属，在稀土熔化后将铝、钡、钙、镁以中间合金的形式加入。用镍棒充分搅拌，以利于低比重的稀土复合夹杂上浮，在1000～1150℃范围内铸锭。其次，在315KN油压机上安装好模具底座后，将铸锭与挤压模具分开在电阻炉中预热，好处是受热均匀、充分、互不污染，可使预热参数形成最佳配合。铸锭预热温度为500～550℃，预热时间为30～35分钟，模具预热温度为550～560℃，预热时间为40～45分钟。再将铸锭放入模具内在压力机上以150～250kg/cm2压力挤压成丝、棒，其直径通过选择合适的模芯(孔)控制。出丝速度0.6～0.9米/秒，出棒速度1.0～1.2米/分。压出的丝通过一根导槽进入旋转的接丝盘，接丝盘内盛有一定温度的机油，压出的棒直接进入油槽。在国产油压机供油系统上安装一个调节阀，出丝速度可以调到最佳，这样稀土金属的塑性可以充分发挥，使稀土金属丝的物理性能达到最优化。最后焊接，绕丝、涂蜡包装。稀土金属金属丝每根长约45～50m，根据炼钢生产的要求，将稀土金属丝焊接成一定长度的丝，通过绕丝机绕制成盘，然后涂蜡包装入库。稀土合金棒每根长约0.8～1.2m，除刺后直接涂蜡包装入库。
本发明的生产方法生产的混合稀土丝、棒比富铈(Ce)混合稀土丝、棒有更佳的韧塑性和耐大气腐蚀性，且直径均匀，表面光滑，无缺陷，不断丝、在运输和使用中无断裂现象，纯度高，不但符合，而且超出质量标准要求。
三、具体实施方案实施例1在型号为GWJD.15-100的中频炉内放入一只120#坩埚，将成份为La+Ce+Pr+Nd＝98％的稀土金属，其中La80％与KCI分层混装在坩埚内，通电熔化捞渣后，在1000℃时铸锭，铸锭在电阻炉中用500℃预热30分钟，挤压模具用560℃预热40分钟，然后选择φ2.5mm的模芯(孔)，在315KN油压机上以200kg/cm2的压力将铸锭挤压φ2.5mm的稀土丝、出丝速度为0.8米/秒)。
实施例2在型号为GWJD.15-100的中频炉内放入坩埚，将成份为La+Ce+Pr+Nd＝98％的稀土金属，其中La80％与KCI分层混装在坩埚内，通电熔化捞渣后，将铝、镁合金，钡、钙合金按0＜Al+Ba+Ca+Mg＜4％A范围加入坩埚内，充分搅拌后在1100℃下铸锭。然后将铸锭在电阻炉内用520℃温度预热35分钟，模具在580℃预热42分钟，在315KN油压机上以150kg/cm2压力出φ10mm的稀土合金棒，出棒速度1.2m/分。
权利要求
1.高镧混合稀土金属丝、棒及含铝、钡、钙、镁稀土合金丝、棒的生产方法，以稀土铸锭或块为原料，以KCI为覆盖剂，采用中频电炉熔炼，其特征在于待高镧混合稀土金属熔化后，再将铝、钡、钙、镁以中间合金形式加入，捞渣后在1000～1150℃铸锭，铸锭与挤压模具经分开预热后在油压机上挤压、成丝、棒。
2.根据权利要求1所述的高镧混合稀土金属丝、棒及含铝、钡、钙、镁稀土合金丝、棒的生产方法，其特征在于中频电炉内放入一个以粘土为主要成份的坩埚，稀土金属与履盖剂KCI分层混装在坩埚内熔化。
3.根据权利要求1所述的高镧混合稀土金属丝、棒及含铝、钡、钙、镁稀土合金丝、棒的生产方法，其特征在于铸锭预热温度500～550℃，预热时间为30～35分钟，挤压模具预热温度为550～600℃，预热时间为40～45分钟。
4.根据权利要求1所述的高镧混合稀土金属丝、棒及及含铝、钡、钙、镁稀土合金丝、棒的生产方法，其特征在于通过安装在国产油压机供油系统的调节阀，调节油压机主缸下行速度为3～4毫米/秒，出丝速度0.6～0.9米/秒，出棒速度1.0～1.2米/分。
全文摘要
一种生产高镧混合稀土金属丝、棒及含铝、钡、钙、镁的稀土合金金属丝、棒的生产方法，以稀士铸锭或块为原料，以KCI为覆盖剂。采用中频电炉熔炼，在中频电炉内放有一个以粘土为主要成份的坩埚作为炉内衬胆。将稀土金属与覆盖剂KCI分层混装在坩埚内熔化，再将铝、钡、钙、镁以中间合金形式加入，捞渣后在1000～1150℃下铸锭，铸锭与挤压模具分开预热后在油压机上挤压成丝、棒。
文档编号B21C23/00GK1415770SQ0113360
公开日2003年5月7日 申请日期2001年10月29日 优先权日2001年10月29日
发明者高平祥, 王跃华, 柴钟山 申请人:武钢铁路工程器材厂