專利名稱：稀土耐候鋼的稀土加入量優(yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，涉及合金鋼領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
稀土在鋼鐵和金屬材料中的作用日益被人們所關(guān)注，并廣為應(yīng)用。稀土加入鋼中，具有如下作用(1)凈化鋼液，稀土加入鋼中易形成低熔點(diǎn)的大顆粒的含稀土的復(fù)合夾雜物，這類夾雜物與鋼液的比表面張力差別較大，易于上浮排出。(2)稀土為活性元素，易偏聚于晶界，能改變碳化物和非金屬夾雜特的屬性、形貌、敉量、大小和分布，例如使A10為基的脆性氧化夾雜變成細(xì)小的、均勻的塑性夾雜。從而提高材料的塑韌性。(3)微合金化作用，即固溶作用，固溶的稀土能細(xì)化晶粒，凈化晶界，不僅能提高材料的強(qiáng)韌性，而且還能提高材料的耐蝕性能。盡管稀土在鋼中和金屬材料中具有如此優(yōu)越的作用，也絕非稀土的加入量越多越好。由于稀土(RE)是，氧化性極強(qiáng)的活性元素，加入量過多，鋼液中特別是鋼液表面易形成過多的氧化物，使鋼液變稠，不利于出鋼，為此為了出鋼順利，勢(shì)必提高鋼液溫度，鋼液溫度過高，又造成對(duì)爐壁或鋼包耐火材料的侵蝕，其結(jié)果一是耐火材料損耗大，提高了成本，二是部分耐火材料被侵蝕后，進(jìn)入鋼液中，造成對(duì)鋼液的二次污染，直接影響鋼液，乃至鋼材的質(zhì)量。反之，稀土加入量過少，則不能充分發(fā)揮稀土在鋼中的作用。因此，合適的或最佳的稀土加入量一直是人們所關(guān)注的問題。另外由于稀土元素本身具有極強(qiáng)的化學(xué)活性，較準(zhǔn)確地控制材料中的稀土含量也是含稀土鋼和金屬材料推廣應(yīng)用中至關(guān)重要例關(guān)鍵技術(shù)。正因?yàn)橄⊥恋募尤肓坎灰卓刂?，各鋼鐵企業(yè)及其用戶無法以正常標(biāo)準(zhǔn)，按鋼中或材料中稀土含量來制定含稀土鋼或其它材料的牌號(hào)，只規(guī)定鋼中或材料中稀土的加入量，國際間學(xué)術(shù)界在論述稀土鋼中各種性能與稀土含量的關(guān)系時(shí)，所述的稀土含量也是稀土加入量。在這種情況下，研究稀土鋼中稀土含量的優(yōu)化控制就具有重要的實(shí)際意義。目前，稀土耐候鋼已在船舶、鐵路、運(yùn)輸車輛、港口建設(shè)和房屋建筑中廣為應(yīng)用，為此本發(fā)明對(duì)稀土耐候鋼中稀土含量的優(yōu)化控制作了如下應(yīng)用研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能較準(zhǔn)控制鋼中稀土含量的稀土耐候鋼的稀土加入量優(yōu)化控制方法。針對(duì)上述目的，發(fā)明研究了稀土耐候鋼生產(chǎn)過程中各種冶金因素、冶金工藝參敉對(duì)稀土加入鋼液中后對(duì)稀土有效回收率的影響，得出了稀土加入量的優(yōu)化控制方法，以便選擇合適的冶金工藝參敉，達(dá)到稀土有效的準(zhǔn)確的回收，充分發(fā)揮稀土對(duì)鋼的凈化、變性夾雜和微合金化作用，在提鋼材 韌性的同時(shí)，提耐蝕性能。
研究表明，本發(fā)明稀土耐候鋼的稀土加入量優(yōu)化控制方法如下(1)在稀土元素加入之前，鋼液中的氧、硫含量必須控制在如下范圍；全氧5-50PPm，硫0.0001-0.015wt％(2)對(duì)應(yīng)的稀土加入量為0.010-0.030wt％(3)在稀土加入前和加入后的整個(gè)冶金過程中，必須對(duì)鋼液實(shí)施保護(hù)，防止暴露氧化，如采用保護(hù)澆注，中間包及結(jié)晶器加合適的復(fù)蓋劑和保護(hù)渣。
采用上述措施，稀土(RE)的有效回收率達(dá)60-90％，同時(shí)，還可使稀土耐候鋼中RE/S比值控制在合適的1.8-6范圍，在該范圍內(nèi)，能有效地改變硫化物的形貌、尺寸和分布，變長條硫化物為粒狀的彌散的硫化物。另外，隨著鋼中稀土總量和固溶量的增加，鋼的強(qiáng)韌性和耐蝕性，也隨之提高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)顯著提高稀土在耐候鋼中穩(wěn)定和有效的回收率，可達(dá)60-90％，能較準(zhǔn)確的保證鋼中所需的稀土總量和固溶量，從而能穩(wěn)定地提高耐候鋼的強(qiáng)韌性和耐蝕性，滿足用戶的使用要求。
(2)由于稀土有效回收率的提高(比現(xiàn)有的方法高出30-80％)，可降低噸鋼的稀土消耗量，節(jié)約成本。


圖1為極化電阻Rp與鋼中稀土總量和固溶稀土量的關(guān)系曲線圖。圖中縱座標(biāo)為極化電阻Rp(歐姆)，橫座標(biāo)為稀土總量和固溶稀土量(wt％)。
圖2為腐蝕電流Io與稀土總量和固溶稀土量的關(guān)系曲線圖。圖中縱座標(biāo)為腐蝕電流Io，橫座標(biāo)為稀土總量和固溶稀土量(wt％)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明所述的稀土耐候鋼的稀土含量優(yōu)化控制方法冶煉了4爐鋼，另外還冶煉4爐采用常規(guī)的普通方法控制稀土含量鋼號(hào)，8爐稀土耐候鋼的化學(xué)成分和稀土加入量如表1所示。8爐鋼均用連續(xù)澆注，本發(fā)明4爐鋼在連鑄前，對(duì)鋼液中的氧、硫含量控制在合適的范圍中，連鑄時(shí)中間包及結(jié)晶器加合適的復(fù)蓋劑和連鑄保護(hù)渣。本發(fā)明4爐鋼在連鑄前鋼液中的氧、硫含量列入表2中。連鑄坯軋制成材。首先測試兩種稀土含量控制方法所得鋼中的稀土總量和固溶稀土量，由此得出兩種方法的稀土回收率，其結(jié)果如表3所示。表3中還列出了鋼中稀土RE與硫S的比值RE/S與夾雜物形貌的變質(zhì)程度對(duì)比值。另外，對(duì)發(fā)明實(shí)例鋼進(jìn)行了抗腐蝕性能試驗(yàn)，測量了極化電阻Rp和腐蝕電流Io，得出了極化電阻RP和腐蝕電流I0分別與鋼中稀土總量和固溶稀土量的關(guān)系曲線，如圖1和圖2所示。由圖看出，采用發(fā)明方法所生產(chǎn)的鋼，其腐蝕性能隨鋼中的稀土總量和固溶稀土量的增加增加而提高。
表1 實(shí)施例稀土耐候鋼及對(duì)比例的化學(xué)成分(wt％)

表2 實(shí)施例稀土加入前鋼液中氧硫含量

表3 實(shí)施例鋼中稀土總量、固溶稀土量、稀土回收率以及/S比值和夾雜物形貌變化程度

權(quán)利要求
1.一種稀土耐候鋼的稀土加入量優(yōu)化控制方法，其特征在于(1)在稀土元素加入之前，鋼液中的氧、硫含量必須控制在如下范圍全氧5-50PPm，硫0.0001-0.015wt％；(2)對(duì)應(yīng)的稀土加入量為0.010-0.030wt％；(3)在稀土加入前和加入后的整個(gè)冶金過程中，必須對(duì)鋼液實(shí)施保護(hù)，防止暴露氧化，如如采用保護(hù)澆注，中間包及結(jié)晶器加合適的復(fù)蓋劑和保護(hù)渣。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，涉及合金鋼領(lǐng)域。本發(fā)明所述的稀土耐候鋼的稀土含量優(yōu)化控制方法，主要技術(shù)方案是在稀土元素加入之前，鋼液中的氧、硫含量必須控制在如下范圍全氧5－50PPm，硫0.0001－0.015wt％；對(duì)應(yīng)的稀土加入量為0.010－0.030wt％；在稀土加入前和加入后的整個(gè)冶金過程中，必須對(duì)鋼液實(shí)施保護(hù)，防止暴露氧化，如采用保護(hù)澆注，中間包及結(jié)晶器采用合適的覆蓋劑和保護(hù)渣。采用本發(fā)明所述的方法，可顯著提高稀土的有效回收率，提高稀土耐候鋼的強(qiáng)韌性和耐腐蝕性能。
文檔編號(hào)C22C33/00GK1475580SQ0315010
公開日2004年2月18日 申請(qǐng)日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者王龍妹, 岳麗杰, 朱京希, 樸秀玉, 劉瀏 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院