一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術領域，特指一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑。
【背景技術】
[0002]硫化物通常被看作是鋼中有害部分，硫在固態(tài)鋼中的溶解度比在鋼水中小得多，凝固過程中硫在剩余鋼液中富集，從而生成硫化物，因此硫化物多存在于枝晶間區(qū)域的正偏析區(qū)。硫化物對鋼的危害性最大，是人們研究的重點。硫化物的形態(tài)可分成1、I1、III類。
[0003]I類硫化物是一種顆粒相當大(可達100 μ m)的球狀，無規(guī)則分布，常常與氧化物復合成氧硫化物；它可以是單相也可以是雙相的，分布于樹枝狀結晶之間。II類硫化物是以薄膜形和長條鏈形共晶分布于晶粒邊界的均質硫化物，以及結晶末期以平面型結晶析出的硫化物。III類硫化物是一種邊角和平面都很清晰的硫化物，粗看是均質的，實際上這種硫化錳上存在著某些氧化物斑點。這三種硫化物形態(tài)中，以II類硫化物對鋼的危害性最大。此類夾雜物以網狀、片狀等不利的形狀分布特性存在時，破壞了鋼基體的均勻連續(xù)性，造成了應力集中，在外力的作用下，微裂紋首先在夾雜物上形核、長大、擴展而導致材料的斷裂。
[0004]鋼液中的硫是一種有害元素，含量高時易形成II類硫化物，因此冶煉時應盡量降低；但是，在硫含量極低的情況下并不能完全杜絕II類硫化物的存在。有時在硫含量低于0.02%的樣品中仍發(fā)現II類硫化物的存在。由此看來，靠冶煉技術的提高，降低硫含量，也不可能根除硫化物對鋼種性能的影響，因此只能靠改變硫化物的形態(tài)才是比較可行的一種辦法。稀土能強烈地降低硫在鋼中的溶解度。當稀土 -硼復合加入后，在鋼液開始結晶時，改變了硫化物形成的全部圖像，使I1、111類硫化物變成小球狀的類似于I類硫化物。本發(fā)明開發(fā)出一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑。

【發(fā)明內容】

[0005]一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑，其特征為，Nd 10?15wt
Ce 10 ?15wt % > Y 8 ?12wt % > Tb 6 ?8wt % > Sc 5 ?7wt % > Pr 5 ?7wt % >La+Yb+Gd+Er+Tm+Lu+Dy+Ho 為 10 ?20wt%、B 4 ?6wt%，V 2 ?4wt%，W 2 ?4wt%、余為鐵。所述復合稀土變質劑為塊狀合金，熔點范圍950?1250°C，復合稀土變質劑加入量范圍為0.05 ?0.15wt%0
[0006]上述成分可化為:Nd12 ?13wt%、Ce 12 ?13wt%、Y 10 ?llwt%、Tb 7 ?8wt%、Sc 6 ?7 wt%> Pr 6 ?7wt%、La+Yb+Gd+Er+Tm+Lu+Dy+Ho 為 14 ?16wt%、B 5 ?6wt%，V 3?4wt%，W 3?4wt%、余為鐵。復合稀土變質劑最佳加入量范圍為0.lwt%。
[0007]本發(fā)明復合稀土變質劑輔以多種稀土元素及其它元素，避免單獨使用一種稀土元素或一種其它元素時對材料綜合性能提高不明顯的缺點，未經復合稀土變質的硅錳鋼，采用鋁進行終脫氧后，常常出現II型或III型硫化物夾雜；II型硫化物夾雜是不同比例的氧化物和硫化物組成的低熔點共晶，在凝固后期密集分布于枝晶間或晶界上，它割裂、隔離基體，從而惡化力學性能，使塑、韌性大幅度下降；經復合稀土變質處理過的硅錳鋼中，夾雜物以球形為主，夾雜物球化率高，形態(tài)圓整、細小，呈彌散分布，硫化物夾雜以I型或III型夾雜為主，II型硫化物夾雜基本消失。硅錳鋼中典型的1、I1、III型硫化物夾雜照片見圖1 一圖30
[0008]
【附圖說明】
圖1 I型硫化物夾雜典型掃描電鏡照片；
圖2 II型硫化物夾雜典型掃描電鏡照片；
圖3 III型硫化物夾雜典型掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
ZG31Mn2Si鋼在5T酸性電弧爐上冶煉，成分控制范圍:C 0.26-0.36wt%, Si 0.5-0.9wt%, Mn 1.1-1.6 wt%, S、P彡0.05 wt%0主要工藝要點如:裝料，熔化，熔化末期根據熔化情況應及時造渣，熔畢碳:c 0.3-0.45 wt%, S、P < 0.04 wt% ;氧化期加爐料0.5wt%的鐵礦石進行氧化脫碳，當碳降至0.15-0.20 wt%時,流出部分鋼密,并加入爐料的0.3 wt%石灰石進行靜沸騰，靜沸騰時間8min - 12min，靜沸騰做好的標志:渣樣表面棕色；鋼液溫度1620-1640°C ;鋼液經充分靜沸騰后，加入爐料的0.3 wt%石灰石與爐料的0.1 wt%硅鐵粉保持5min，進行還原，然后加入爐料的0.3 wt%硅鋁鋇鐵合金進行無擴散沉淀脫氧，攪拌2-3min后，加入錳鐵合金化調整成分，同期測定鋼液中氧含量。溫度達到1710_1730°C時出鋼，澆注前將鋼液0.05wt%復合稀土變質劑加入澆注小包中。此時鋼的Ak為33J。
[0010]實施例2
ZG31Mn2Si鋼在5T酸性電弧爐上冶煉，成分控制范圍:C 0.26-0.36wt%, Si 0.5-0.9wt%, Mn 1.1-1.6 wt%, S、P彡0.05 wt%0主要工藝要點如:裝料，熔化，熔化末期根據熔化情況應及時造渣，熔畢碳:c 0.3-0.45 wt%, S、P < 0.04 wt% ;氧化期加爐料0.5wt%的鐵礦石進行氧化脫碳，當碳降至0.15-0.20 wt%時,流出部分鋼密,并加入爐料的0.3 wt%石灰石進行靜沸騰，靜沸騰時間8min - 12min，靜沸騰做好的標志:渣樣表面棕色；鋼液溫度1620-1640°C ;鋼液經充分靜沸騰后，加入爐料的0.3 wt%石灰石與爐料的0.1 wt%硅鐵粉保持5min，進行還原，然后加入爐料的0.3 wt%硅鋁鋇鐵合金進行無擴散沉淀脫氧，攪拌2-3min后，加入錳鐵合金化調整成分，同期測定鋼液中氧含量。溫度達到1710_1730°C時出鋼，澆注前將鋼液0.lwt%復合稀土變質劑加入澆注小包中。此時鋼的Ak為41J。
[0011]實施例3
ZG31Mn2Si鋼在5T酸性電弧爐上冶煉，成分控制范圍:C 0.26-0.36wt%, Si 0.5-0.9wt%, Mn 1.1-1.6 wt%, S、P彡0.05 wt%0主要工藝要點如:裝料，熔化，熔化末期根據熔化情況應及時造渣，熔畢碳:c 0.3-0.45 wt%, S、P < 0.04 wt% ;氧化期加爐料0.5wt%的鐵礦石進行氧化脫碳，當碳降至0.15-0.20 wt%時,流出部分鋼密,并加入爐料的0.3 wt%石灰石進行靜沸騰，靜沸騰時間8min - 12min，靜沸騰做好的標志:渣樣表面棕色；鋼液溫度1620-1640°C ;鋼液經充分靜沸騰后，加入爐料的0.3 wt%石灰石與爐料的0.1 wt%硅鐵粉保持5min，進行還原，然后加入爐料的0.3 wt%硅鋁鋇鐵合金進行無擴散沉淀脫氧，攪拌
2-3min后，加入錳鐵合金化調整成分，同期測定鋼液中氧含量。溫度達到1710_1730°C時出鋼，澆注前將鋼液0.15wt%復合稀土變質劑加入澆注小包中。此時鋼的Ak為38J。
[0012]對比例
ZG31Mn2Si鋼在5T酸性電弧爐上冶煉，成分控制范圍:C 0.26-0.36wt%, Si 0.5-0.9wt%, Mn 1.1-1.6 wt%, S、P彡0.05 wt%0主要工藝要點如:裝料，熔化，熔化末期根據熔化情況應及時造渣，熔畢碳:c 0.3-0.45 wt%, S、P < 0.04 wt% ;氧化期加爐料0.5wt%的鐵礦石進行氧化脫碳，當碳降至0.15-0.20 wt%時,流出部分鋼密,并加入爐料的0.3 wt%石灰石進行靜沸騰，靜沸騰時間8min - 12min，靜沸騰做好的標志:渣樣表面棕色；鋼液溫度1620-1640°C ;鋼液經充分靜沸騰后，加入爐料的0.3 wt%石灰石與爐料的0.1 wt%硅鐵粉保持5min，進行還原，然后加入爐料的0.3 wt%硅鋁鋇鐵合金進行無擴散沉淀脫氧，攪拌
2-3min后，加入錳鐵合金化調整成分，同期測定鋼液中氧含量。溫度達到1710_1730°C時出鋼。此時鋼的Ak為29 J。
【主權項】
1.一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑，其特征為，Nd 10?15wt%、Ce 10?15wt % λ Y 8 ?12wt % λ Tb 6 ?8wt %、Sc 5 ?7wt % Λ Pr 5 ?7wt % Λ La+Yb+Gd+Er+Tm+Lu+Dy+Ho 為 10 ?20wt%、B 4 ?6wt%，V 2 ?4wt%，W 2 ?4wt%、余為鐵；所述復合稀土變質劑為塊狀合金，熔點范圍950?1250°C，復合稀土變質劑加入量范圍為0.05?0.15wt%02.根據權利要求1所述一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑，上述成分可化為:Nd12 ?13wt %、Ce 12 ?13wt %、Y 10 ?Ilwt %、Tb 7 ?8 wt % Λ Sc 6 ?7 wt % Λ Pr 6 ?7wt % λ La+Yb+Gd+Er+Tm+Lu+Dy+Ho 為 14 ?16wt%、B 5 ?6wt%，V 3 ?4wt%，W 3 ?4wt%、余為鐵。3.根據權利要求2所述一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑，復合稀土變質劑最佳加入量范圍為0.lwt%。
【專利摘要】一種酸性電弧爐冶煉用復合稀土變質劑，屬于鋼鐵冶煉技術領域，其特征為，Nd10～15wt％、Ce10～15wt％、Y8～12wt％、Tb6～8wt％、Sc5～7wt％、Pr5～7wt％、La+Yb+Gd+Er+Tm+Lu+Dy+Ho為10～20wt%、B4～6wt%，V2～4wt%，W2～4wt%、余為鐵。所述復合稀土變質劑為塊狀合金，熔點范圍950～1250℃，復合稀土變質劑加入量范圍為0.05～0.15wt%。
【IPC分類】C22C30/00, C21C5/52
【公開號】CN105087858
【申請?zhí)枴緾N201410194979
【發(fā)明人】楊嵩, 胡建軍, 李曉薇, 張志敏
【申請人】鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月11日