本发明涉及一种稀土钢用稀土铁中间合金材料，具体说，涉及一种低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法。
背景技术：
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℃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。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题是提供一种低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法，稀土铁中间合金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，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。
技术方案如下：
一种低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法，包括：
采用真空冶炼炉，按照质量比1～5：5～9将稀土金属与纯铁放入真空炉内的坩埚中；
将真空炉抽真空在20Pa以下，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，高温熔化温度为1000～1500℃，精炼过程采用的温度为1400～1500℃，时间为5～15分钟；然后浇铸到锭模中得到稀土铁中间合金。
进一步：稀土金属采用镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中一种或几种。
进一步：按照质量百分百计，稀土铁中间合金中稀土含量为1～50％。
进一步：惰性气体采用氮气、氩气中一种或多种。
进一步：以稀土金属镧和纯铁为原料，按照质量百分比30：70配料，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1400℃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，镧铁合金中镧含量29.6％。
进一步：以稀土金属铈和纯铁为原料，按照质量百分比50：50配料，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1300℃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，铈铁合金中铈含量49.7％。
进一步：以稀土金属钕和纯铁为原料，按照质量百分比40：60配料，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1350℃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，钕铁合金中钕含量39.4％。
进一步：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，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1400℃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，镧铈混合稀土铁合金中镧含量3.42％，铈含量为6.48％。
进一步：坩埚通过等静压、高密度的氮化硼制成，真空炉为真空中频、工频感应炉。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
1、稀土铁中间合金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，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。
2、本发明中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；合金中稀土元素成份均匀稳定，低偏析，O、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，易于熔于钢中，实现对钢水的深度净化，显著提高了冶炼稀土钢时稀土元素的收得率，大幅提高稀土钢的产品质量和综合性能，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，降低了生产成本。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。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。
3、由于稀土铁中间合金加入到钢中稀土收率大幅度提高，所以稀土钢的成本会大幅下降，十二五末期可实现100万吨/年高品质稀土钢生产。稀土钢具有超强的高温塑性、低温耐冲击性、厚度方向性能和耐腐蚀性能。由于其优异的性能和合理的生产成本，后期可推广应用到包钢500万吨稀土钢板材乃至整个钢铁行业，会产生显著的经济效益。
为充分利用轻稀土中镧、铈元素提供有效的途径；同时可以开发具有稀土特色的高性能稀土钢品种，为稀土钢生产和应用奠定了坚实的技术支撑，推动稀土钢产业的飞速发展。
具体实施方式
下面将参考示例实施方式说明本发明技术方案。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：采用真空冶炼炉，按照配比将稀土金属与纯铁放入真空炉内的坩埚中；
稀土金属采用镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中一种或几种。稀土金属与纯铁的质量比为1～5：5～9。坩埚经过等静压、高密度的无氧氮化硼制成，真空冶炼炉采用真空中频、工频感应炉。
步骤2：对真空炉抽真空，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。
按照质量百分百计，稀土铁中间合金中稀土含量为1～50％。对真空炉抽真空在20Pa以下。惰性气体为氮气、氩气中一种或多种。
高温熔化温度为1000～1500℃，精炼过程采用的温度为1400～1500℃，时间为5～15分钟。
实施例1
以稀土金属镧和纯铁为原料，按照质量百分比30：70配料，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1400℃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％。
实施例2
以稀土金属铈和纯铁为原料，按照质量百分比50：50配料，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1300℃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％。
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，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1350℃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％。
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，然后加入到碳化硅坩埚内，置于真空炉内，抽真空至20pa，然后充入氩气保护，升温至1400℃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％。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。