专利名称：薄板坯连铸过程中的稀土加入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，属于钢铁材料的制备
背景技术：
稀土(RE)是指化学元素周期表中第шB族包括钪(S)、钇(Y)和镧(La)共17个元素。50年代初，美国用稀土处理不锈钢和铸钢，解决这类钢的质量问题，引起了各国对稀土应用的兴趣。60年代后期，稀土已经成为低合金高强度钢材的控制元素，改善了钢的冷成型性能。70-80年代稀土在世界冶金工业中的应用一直占稀土用量的首位，主要用于控制硫化物的形态，同时脱氧、脱硫提高横向性能及低温韧性。
随着稀土在钢中作用机理的不断深入和稀土处理钢生产实践的发展，一般认为钢中加入的稀土主要起到三个方面的作用，即净化作用、变质作用和微合金化的作用。稀土在钢中的存在形式主要有三种，他们是稀土夹杂物，稀土固溶体和金属间化合物。固溶体中稀土的另一个作用就是对渗碳体基体晶格的破坏，这导致钢的显微硬度的增加。稀土原子取代了渗碳体的铁原子，而形成所谓的合金渗碳体。
连铸生产中最常用的稀土产品有两种一种是稀土硅铁合金，另一种是混合稀土丝或棒(其中RE＞99％、C＞48％)。稀土元素在钢中的加入方式主要是在钢包精炼炉、中间包和结晶器。在传统的连铸过程中，由于凝固时间很长(一般需15～20分钟)，加之稀土元素非常活泼，加入的稀土元素大部分被氧化，或进入渣中，或形成夹杂物进入钢中。对钢水起到净化、强化和变质等作用。能够形成固溶而进入钢中的稀土量非常微小，对钢的特殊性能如耐腐蚀和耐候的作用无法充分表现出来。这是过去的连铸工艺所决定的。要使稀土元素加入后，能够更大程度的固溶，充分发挥其作用，必须对稀土的加入方法进行有针对性的开发。
发明内容
本发明解决的技术问题是稀土元素在钢中能够形成更大的固溶，使稀土元素快速均匀地溶入钢液，充分利用薄板坯连铸过程中钢的非平衡凝固特征，改变稀土元素在钢中的形态和分布，提高稀土元素收得率，提高产品的耐腐蚀性和耐候性，生产成本，应用本发明可以在薄板坯连铸连轧生产稀土微合金钢板材。
技术解决方案连铸机中间包的顶部安装一台喂丝机，中间包塞棒上开有一贯穿塞棒轴线的通孔，喂丝机上的稀土丝穿过塞棒中心通孔伸入连接中间包和结晶器的浸入式水口喂入结晶器的钢水中，塞棒中心通孔内通入氩气对浸入式水口进行保护，以防止浸入式水口内壁结瘤。
稀土的加入总量在0.001％～0.06％。
氩气的充入量为每分钟5-15升。
稀土可为混合稀土或单一稀土。
稀土元素种类包括镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、钇Y中的一种或多种。
稀土的原子序数为57、58、59、60、62、63、39号的稀土元素。
本发明是根据薄板坯连铸过程的传热学和凝固学的特有非平衡性质(凝固时间一般小于2分钟)，利用喂丝机通过连接中间包和结晶器的浸入式水口喂入稀土丝，并用惰性气体进行保护，以保证水口的使用寿命，使进入结晶器的稀土丝迅速融化，在钢水剧烈流动的作用下充分扩散并强制固溶于凝固前沿，从而改变了稀土的作用方式。
本发明是在进行了大量的有针对性的理论计算和试验研究的基础上得出的。它充分利用了薄板坯连铸过程在凝固学当中的非平衡凝固的特性，在世界上首次提出了利用薄板坯连铸的特有工艺在工业大生产中稀土在钢中的强化固溶新方法，对于充分发挥稀土在钢的微合金化中的特殊作用提供了可行的途径(如耐蚀钢)。该方法在理论和实践上都会产生广泛而深远得影响。
发明效果本发明的应用可以在薄板坯连铸连轧生产线生产出稀土低合金钢的新品种。扩大薄板坯连铸连轧生产线生产板材的品种。
薄板坯连铸连轧生产线生产的稀土微合金化钢，与非薄板坯连铸连轧生产线生产的稀土低合金高强度钢相比，由于加入位置的合理设计，稀土元素在液态钢中存在的时间缩短，钢中的稀土总量和固溶量明显提高，提高了稀土的利用率，改变了稀土元素的存在方式和作用机理。与薄板坯连铸连轧生产线生产的同类不加稀土的钢种相比，组织均匀、夹杂物级别降低，力学性能提高，耐腐蚀性改善。
四
附图为本发明的结构示意图；五具体实施方式
实施例本发明在连铸机中间包的顶部，安装一台喂丝机1，中间包3塞棒上开有一贯穿塞棒轴线的通孔，将稀土丝2通过连接中间包3塞棒轴线通孔和结晶器4的浸入式水口5喂入结晶器的钢水中，稀土丝的喂丝速度由薄板坯连铸过程中拉坯速度确定，塞棒中心通孔内通入氩气对浸入式水口5进行保护。
如在钢中加入稀土铕，铸坯尺寸(900～1650mm)×(50～65mm)稀土丝直径3～5mm，喂入速度12～40m/min，稀土加入量0.001～0.06％，氩气的充入量5-151/min。
实施例2本发明在连铸机中间包的顶部，安装一台喂丝机1，中间包3塞棒上开有一贯穿塞棒轴线的通孔，将稀土丝2通过连接中间包3塞棒轴线通孔和结晶器4的浸入式水口5喂入结晶器的钢水中，稀土丝的喂丝速度由薄板坯连铸过程中拉坯速度确定，塞棒中心通孔内通入氩气对浸入式水口5进行保护。
如在钢中加入复合稀土，铸坯尺寸(900～1650mm)×(50～65mm)稀土丝直径3～5mm，喂入速度12～40m/min，稀土加入量0.001～0.06％，氩气的充入量为5-151/min。
权利要求
1.薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，其特征在于连铸机中间包(3)的顶部安装一台喂丝机(1)，中间(3)包塞棒上开有一贯穿塞棒轴线的通孔，喂丝机(1)上的稀土丝(2)穿过塞棒中心通孔伸入连接中间包(3)和结晶器(4)的浸入式水口(5)喂入结晶器的钢水中，塞棒中心通孔内通入氩气对浸入式水口(5)进行保护。
2.根据权利要求1所述的薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，其特征在于稀土的加入总量在0.001％～0.06％。
3.根据权利要求1或2所述的薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，其特征在于氩气的充入量为每分钟5-15升。
4.根据权利要求2所述的薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，其特征在于稀土可为混合稀土或单一稀土。
5.根据权利要求4所述的薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，其特征在于稀土元素种类包括镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、钇Y中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，其特征在于稀土的原子序数为57、58、59、60、62、63、39号的稀土元素。
全文摘要
本发明薄板坯连铸过程中的稀土加入装置，属于钢铁材料的制备技术领域。特点是连铸机中间包的顶部安装一台，中间包塞棒上开有通孔，喂丝机上的稀土丝穿过塞棒中心通孔伸入连接中间包和结晶器的浸入式水口喂入结晶器的钢水中，塞棒中心通孔内通入氩气对浸入式水口进行保护。本发明由于加入稀土位置的合理设计，稀土元素在液态钢中存在的时间缩短，不但能提高稀土的利用率，更为重要的是，改变稀土元素在钢中的存在形态和作用机理。与薄板坯连铸连轧生产线生产的同类不加稀土的钢种相比，组织均匀、夹杂物级别降低，力学性能提高，耐腐蚀性改善。
文档编号B22D11/108GK1824428SQ20061006772
公开日2006年8月30日 申请日期2006年3月12日 优先权日2006年3月12日
发明者王宝峰, 董方, 丁国 申请人:内蒙古科技大学