专利名称：一种用于硅钢生产的稀土硅合金及其制备方法
技术领域：
本发明属于冶金领域，具体涉及一种用于硅钢生产的稀土硅合金及制备方法。
背景技术：
硅钢是含硅量在3%左右，其主要成分是铁的硅铁合金，是电力、电子和军事工业 不可少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用于制作各种电机、发电机和 变压器的铁心。硅钢分为热轧硅钢片，冷轧取向硅钢片，冷轧无取向硅钢片。热轧硅钢片由 于其利用率低，国家已强令要求淘汰。冷轧无取向硅钢片在生产过程中，对碳、氮、氧、硫的 控制较严格，特别是对硫控制较严格；硅钢在生产过程中同时都要求去除杂质来获得高磁 感、铁损低的性能。专利号2006/0030597. X采用脱硫剂进行真空脱硫。在生产冷轧取向硅 钢片时，采用脱碳退火和涂布以Mgo为主要成分的退火隔离剂，在高温退火过程中，钢板发 生二次再结晶，Mg2Si04底层形成及净化除去钢种的S、N等对磁性有害元素。但上述方法 去杂工艺复杂，耗能耗力，而且去杂困难，推及现有的去杂技术中，都存在此类问题。目前，稀土作为炼钢采用的添加剂被广泛运用，稀土在钢中的主要有三大作用净 化作用、变质作用和微合金化作用，即稀土加入钢水中可起脱硫脱氧改变夹杂物形态的作 用，并可提高钢材的可塑性、韧性等物理性能等。现在炼钢生产中最常用的有两种方法为 一是稀土合金，块状稀土硅铁合金，以前用于大包投入，大包压入，粉状一般用于大包内喷 粉、模铸中注管喷粉等方法加入钢中；二是混合稀土金属，制成丝或棒，丝用于钢包、中注管 或连铸结晶器，使用喂丝机喂入钢中，棒采用模内吊挂的方法熔入钢中。可尽管稀土金属具 有很强的脱硫、脱氧能力，但如果将稀土金属直接投入炼钢中时，由于产生的稀土-氧-硫 夹杂等，熔点高、比重大，难以聚集上浮排除，从而在除杂的过程中，同时会因排除不尽而降 低了钢水的纯净度，影响产品质量。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于硅钢生产的稀土硅合金及其制备 方法，彻底解决硅钢生产中杂质元素去除难的技术问题，提高了硅钢的韧性和抗疲劳性，同 时可得到高磁感特性的硅钢材料。为实现上述目的，本发明的技术方案为一种用于硅钢生产的稀土硅合金，其 成分重量百分比为稀土 Re 45-60% ；硅Si 40-55% ；碳C彡0. 5% ；磷P彡0. 002% ；硫 S 彡 0. 002%。用于生产上述稀土硅合金的制备方法如下，按以下步骤进行
(a)选用Si彡99%的优质金属硅；选用混合稀土金属TREM彡98.0%为原料，按所需生 产的稀土硅合金中稀土 Re和硅Si的比例计算出原料的重量；
(b)熔炼选用衬有镁砂或石墨坩埚的中频、工频感应电炉作为熔炼工具；向炉内加入 混合稀土金属，同时吹入氩气液面保护，再采用熔融盐形成保护层，最后加入金属硅；
(c)待所述炉料全部融化后，充分搅拌，铸成合金块。
作为本发明的进一步改进本发明中混合稀土金属选择按成分重量百分比计算， 包括镧La 28-32% ；铈Ce 54-58% ；镨Pr :2_4% ；钕Nd :9_11%。本充分中不仅含有丰富的 铈，而且含有丰富的镧，在除杂的同时，利用了镧比铈具有更强脱氧能力的特性，进一步可 降低钢水中的含氧量，并有利于杂质的上排；而且价格相对便宜。 作为本发明的优选实施例所述熔融盐为NaCl与KCl的混合物。为了更好的达到保护作用，降低稀土合金的损失，在步骤(b)中控制吹入氩气的压 力为 0. 15-0. 20Mpa。本产品用于代替原稀土金属作为炼钢中采用的添加剂，不仅更好的利用了稀土在 钢中的三大作用，而且还可以调节硅钢中的硅含量，一举两得，简化了工艺，提高了效率；且 本发明生产的稀土硅合金当用于冶炼硅钢，在精炼过程中不仅可以起到加速稀土与钢中0、 S、N、P等有害元素的化学反应，而且更加有利于钢中夹杂物的上浮排除，实现对钢水的净 化，提高质量；在无取向硅钢片中残留的稀土(REM)，采用二次轻压的冷轧法，可使晶粒直 径得到充分的长大，可得到高磁感特性的硅钢片。由于在熔炼本产品稀土硅合金的同时，可 以进一步减少原料本身中0、S、N、P等杂质，降低了除杂难度，提高了除杂效率。稀土在炼钢中的去除原理为 2 (Re)+ 3 (0) = Re203
2 (Re)+ 3 (S) = Re203 (Re) + (P) = ReP (Re) + (N) =ReN
本发明中涉及的方法采用了两种不同的保护方式，使稀土金属在生产中的损失大 大降低，保证了熔炼后产品的成分，为后续硅钢生产提供了质、量上的保证。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步的说明。实施例1 本发明涉及的用于硅钢生产的稀土硅合金的制备方法，按以下步骤进 行
选用含硅量大于99%的金属硅和混合稀土金属REM彡98. 0%为原料；其中混合稀土金 属中Re的百分比为按成分重量计算，La 29. 8%、Ce 55. 5%、Pr 3. 2%、Nd 10. 1%。按上述两种成份(Re50%，Si48%)配料，采用中间有石墨坩埚外衬镁砂的中频炉 进行熔化，先向炉内加入混稀土金属，并吹入压力为0. 16MPa的氩气，产生液体后，加入 NaCliKCl为1:1的熔融盐保护，再加入全部金属硅，熔化后铸成稀土硅合金块。经检测，稀土硅合金块的成份(重量％)如下稀土 Re 49.2% ；硅Si 47.41% ；碳 C^O. 18% -M P^O. 001% ；硫 S^O. 001%。实施例2，本发明涉及一种用于硅钢生产的稀土硅合金，其成分重量百分比为稀 土 Re 55% ；硅 Si 43. 8% ；碳 C 刍 0. 18% ；磷 P 刍 0. 001% ；硫 S 刍 0. 001%。本发明涉及了一种用于硅钢生产的稀土硅合金的制备方法，按以下步骤进行
选用含硅量大于99%的金属硅和混合稀土金属REM ^ 98. 0%为原料；其中混合稀土金 属中Re的百分比为按成分重量计算，La :31%、Ce 54. 5%、Pr 3. 5%、Nd 9. 5%。按上述两种成份(Re55%，Si43. 8%)配料，选用衬有镁砂的工频感应电炉作为熔炼工具 ；向炉内加入全部混合稀土金属，同时吹入0. 15Mpa的氩气液面保护，再采用熔融盐形 成保护层，最后加入金属硅。待所述炉料全部融化后，充分搅拌，铸成合金块。
本发明彻底解决硅钢生产中杂质元素去除难，夹杂物难以聚集上浮排尽的技术问 题，提高了硅钢的纯净度、韧性和抗疲劳性，同时残留的稀土通过二次轻压的冷轧法可得到 高磁感特性的硅钢材料。
权利要求
1.一种用于硅钢生产的稀土硅合金，其特征在于其成分重量百分比为稀土 Re 45-60% ；硅 Si 40-55% ；碳 C 彡 0. 5% ；磷 P^O. 002% ；硫 S^O. 002%。
2.—种生产权利要求1所述的用于硅钢生产的稀土硅合金的制备方法，其特征在于 按以下步骤进行(a)选材选用Si≤99%的优质金属硅；选用混合稀土金属TREM≤98.0%为原料；(b)熔炼选用衬有镁砂或石墨坩埚的中频、工频感应电炉作为熔炼工具；向炉内加入 混合稀土金属，同时吹入氩气液面保护，后再采用熔融盐形成保护层，最后加入金属硅；(c)待所述炉料全部融化后，充分搅拌，铸成合金块。
3.根据权利要求2所述的用于硅钢生产的稀土硅合金的制备方法，其特征在于其 成分重量百分比计算，所述混合稀土金属成分包括La 28-32% ；Ce 54-58% ；Pr :2_4% ；Nd 9-11%。
4.根据权利要求2所述的用于硅钢生产的稀土硅合金的制备方法，其特征在于所述 熔融盐为NaCl与KCl的混合物。
5.根据权利要求2所述的用于硅钢生产的稀土硅合金的制备方法，其特征在于吹入 氩气的压力为0. 15-0. 20Mpa。
全文摘要
本发明涉及一种用于硅钢生产的稀土硅合金及其制备方法，稀土硅合金其成分重量百分比为稀土Re45-60%；硅Si40-55%；碳C≤0.5%；磷P≤0.002%；硫S≤0.002%；制备方法步骤为(a)选材选用Si≥99%的优质金属硅、混合稀土金属TREM≥98.0%为原料；(b)熔炼选用衬有镁砂或石墨坩埚的中频、工频感应电炉作为熔炼工具；向炉内加入混合稀土金属并吹入氩气液面保护、采用熔融盐形成保护层、加入金属硅；(c)待所述炉料全部融化后，充分搅拌，铸成合金块。本发明使稀土金属在生产中的损失大大降低，保证了熔炼后产品的成分，提高了硅钢的韧性和抗疲劳性，同时可得到高磁感特性的硅钢材料。
文档编号C22C28/00GK102002619SQ20101053598
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者夏宏梁, 宋钧健, 梅泽锋, 章汉云 申请人:江苏江南铁合金有限公司