[发明专利]稀土金属丝

说明书

本发明涉及稀土金属丝，尤其是涉及用作炼钢添加剂的稀土金属丝。

稀土金属丝在钢中的应用已从早期的作净化剂、变质剂、脱氧剂等演变为现今的作合金化剂。近年来的大量研究证明，稀土金属在钢的基体中有一定的固溶度，因而会对钢的组织、性能产生明显的影响。因此向钢水中添加稀土金属，不仅要保证按预定量将其加入钢水，而且要保证所加的稀土金属以预定量含在钢中，尤其是固溶在钢中。经过多年的探索，在本技术领域中，公认向连铸结晶器中喂入稀土金属丝是优选的添加稀土金属的方法。为保证顺利地将稀土金属丝喂入连铸结晶器中及保证钢中含有固溶了预定量的稀土金属，则必须保证所述的稀土金属丝有一定的塑性和强度，以便在喂丝过程中所述的丝不断，及保证所加的稀土金属含有较高的纯度，以便其在钢中有预定的含量或固溶量。

ZL94108075.7专利和CN1219600A公开了提高稀土金属塑性和强度的方法。该方法通过使稀土金属含有一定量的镁和/或钇来提高该稀土金属的塑性和韧性。虽然该方法达到了预期的改善塑性和韧性的目的，但该稀土金属中所含的镁和/或钇不是改善或达到钢的某些特定性能所必须的稀土元素，也就是说它们对于改善钢的特定性能没有积极的影响，由于稀土金属带入了一定量的镁和/或钇则意味着钢中的技术标准所规定的稀土金属的有效量减少。因此，本技术领域一直在寻求塑性、强度优良但又不含镁和/或钇的稀土金属丝。

在本发明中，稀土金属丝的塑性和强度是按中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T010-92中的4.4和4.5款定义的，即稀土金属丝的重复弯曲三次不折断，及抗拉强度大于120Mpa。

本发明的目的在于提供一种塑性、强度优良的高纯度的稀土金属丝。

经过长期的探索，本发明人发现：稀土金属丝中所含的夹杂物对于其塑性和强度有很大影响。进一步的研究表明，所述的夹杂物是用浓度为20％-30％(体积)的盐酸溶液在常温下溶解稀土金属丝后得到的不溶夹杂物。不同浓度的盐酸溶液均可溶解该稀土金属丝而得到所述的不溶夹杂物，但所用的盐酸溶液浓度过低，如低于20％(体积)，则溶解时间过长；而该盐酸溶液浓度过高，如高于30％(体积)则反应过于急烈；因此，优选用20％-30％(体积)的盐酸溶液来溶解所述稀土金属丝。用能谱及扫描电镜等常规方法分析得到的不溶的夹杂物得知该夹杂物是由镧、铈、镨、钕等稀土元素的氧化物，主要是三价氧化物及渣相，即钙的硅铝酸盐类物质构成的。虽然构成所述不溶夹杂物的所述三价稀土氧化物和钙的硅铝酸盐类渣相的比例因原料组成，所用的熔炼设备及工艺方法的不同而有些差别，但影响稀土金属丝的塑性和强度的决定因素是该丝中所含的不溶夹杂物的总量，而不是该夹杂物中各组份的比例。在金相显微镜下观察稀土金属丝时发现，所述的夹杂物大部分聚集在稀土金属丝的中心部位，聚集了大量所述夹杂物的中心部位就是稀土金属丝的断裂源。在无法控制上述聚集趋势的前提下，只有控制所述夹杂物的总量才能降低夹杂物聚集的不利影响。

用于本发明中的术语“稀土金属丝”包括由任意含量的镧、铈、镨、钕混合稀土金属或单一的稀土金属构成的任意的稀土金属丝。

本发明说明书下文中及权利要求书中所述的不溶夹杂物特指用20％-30％(体积)浓度的盐酸溶液，在常温下溶解稀土金属丝而获得的，以稀土金属的三价氧化物及钙的硅铝酸盐物质构成的夹杂物。在用浓度为20％-30％(体积)的盐酸溶液溶解稀土金属丝时，有时会得到来源于原料中的不溶的金属相，如钛金属的析出物，但它们与本发明所定义的所述盐酸溶液不溶的夹杂物不同，它对稀土金属丝的塑性、强度没有不利影响，这些金属相很容易用金相显微镜鉴别。本发明对所述稀土金属丝的横截面形状和尺寸不作任何限定。

非特别指明，下文中的百分比均为重量百分比。

本发明所提供的稀土金属丝是其中所述的，在常温下不溶于20％-30％(体积)浓度的盐酸溶液的所述夹杂物含量小于0.2％(重量)的稀土金属丝。所述的夹杂物为稀土元素的三价氧化物及钙的硅铝酸盐类物质构成的夹杂物。

烯土金属线中所述的夹杂物含量＞0.2％(重量)时，稀土金属丝的塑性、强度较差。

本发明的稀土金属丝的制备工艺如下：

按用户的成份要求用稀土金属进行配料，然后于感应炉中熔化。当金属全熔后将金属液温度升至1015-1100℃，停电镇静1-3分钟，然后浇铸成锭。

采用含有0.15％(重量)以下的所述夹杂物的稀土金属进行配料。

在金属液温度升至1050-1100℃后，对金属液进行搅动，最好通过钼管对该金属液吹Ar，下面通过实施例进一步说明本发明。