[发明专利]一种炼钢脱氧用稀土铝基合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，特别是指一种炼钢脱氧用稀土铝基合金及其制备方法。

背景技术

稀土具有较强的脱氧能力，在炼钢过程中可以向刚水中加入稀土作为脱氧剂。稀土能与液态金属中的氧和硫发生反应生成高熔点的稀土氧化物或稀土硫氧化物，该细小弥散的稀土氧化物或稀土硫化物可以作为异质形核核心，细化晶粒组织。在后续的加工处理过程中还能促进晶内铁素体形成，并能净化钢液，从而使钢获得良好的性能。

稀土是化学性质很活泼的元素，与氧的亲和力强，直接把稀土加入到钢水中会与钢水中的氧产生剧烈的反应，使得钢液吸入大量的氧，对钢液的性能产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种炼钢用稀土铝基合金，通过本技术方案，在传统的脱氧剂纯铝中加入稀土元素形成铝-稀土合金，以降低稀土单独加入钢液时发生反应的剧烈程度，减少钢液吸氧。稀土元素不仅具有强的脱氧效果，而且与Al的脱氧产物Al₂O₃复合生成大颗粒的(Re，Al)_xO_y夹杂物，非常容易上浮。稀土在脱氧的同时，又能改变钢液中的夹杂，净化钢液，细化组织，提高钢的质量。

一种炼钢用脱氧剂，其组成按重量百分比为：铝85～98.5％，混合稀土金属1.5～15％。

所述原料的技术参数为：纯铝，Al≥99wt％；混合稀土金属，Re≥95wt％。

纯铝的化学成分中(wt％)：Si≤0.25，Fe≤0.4，Cu≤0.05，Mn≤0.05，Al≥99。

混合稀土金属化学成分中(wt％)：La≥50～80，Ce≥15～45，Pr3～15。

本发明的炼钢用脱氧剂通过以下方法进行制备，其制备步骤如下：

1、将混合稀土和金属铝按比例配好待用

2、取一部分称量好的金属铝置于真空感应炉中，然后抽真空，真空度不超过30Pa，将金属铝加热融化。

3、将混合稀土在真空的环境中加入到熔融铝液中，混合稀土加入温度控制在720～780℃，保温时间20min～2h。在浇注前进行电磁搅拌均匀化处理，电磁搅拌5～50min，然后铸模、出模冷却，得到中间合金。

4、将中间合金和剩余的金属铝置于真空感应炉中，然后抽真空，真空度不超过30Pa，将金属铝和中间合金加热融化，金属液温度控制在720～780℃，保温时间30min～3h。在浇注前进行电磁搅拌均匀化处理，电磁搅拌10min～1h，然后铸模、出模冷却，得到炼钢脱氧用稀土铝基合金。

5、将稀土铝基合金锭拉成直径为3～12mm的金属线或金属杆，卷绕成盘，成品入库。

在炼钢过程中经过喂丝机将所述的炼钢脱氧用稀土铝基合金线喂入钢液中，对钢液进行脱氧。

将本产品用于车轴钢DZ1(化学成分为：0.22～0.29Cwt.％，0.17～0.37wt.％Si，0.60～0.80wt.％Mn，0～0.015wt.％P，0～0.010wt.％S,0.95～1.20wt.％Cr，0.20～0.30wt.％Mo，0.15～0.30wt.％Ni，0.02～0.06wt.％V，0.010～0.04wt.％Al，0～0.20wt.％Cu)，在炼钢过程中对钢液进行脱氧，并和直接加入等量的铝及等量的稀土进行脱氧的钢进行对照。

该钢种的炼钢工艺流程是：转炉+LF+RH+LF+RH，然后浇注。在第二次RH精炼工艺中完成脱碳后通过喂丝机向钢包中喂入该合金丝。加丝时的控制条件为：抽真空，钢液氩气搅拌，喂丝时钢液氧含量控制在400ppm以下，喂丝速度20m/min，喂入量15m/t。

对比如下表所示。

从表中可以看出，采用本发明进行脱氧的DZ1车轴钢的性能有较明显的提升。

本发明的生产工艺简单，产品质量可靠，可长期保存，长途运输，能有效降低钢中氧含量，改善夹杂物分布情况，使钢的性能得到有效提高。

具体实施方法

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，应当理解的是，以下的实施例仅能用来解释本发明而不能解释为是对本发明的限制。

一种炼钢用稀土铝基合金，其组成按重量百分比为铝85～98.5％，稀土1.5～15％，余量为不可避免的杂质。

在本申请的以下实施例中，炼钢用脱氧剂的制备方法相同，不同的仅为炼钢用脱氧剂的组成成分。因此，在以下的实施例中，仅提出炼钢脱氧剂的组成，对炼钢脱氧剂的制备方法不进行重复说明。

实施例1