專利名稱：一種用稀土氧化物處理鋼水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種在爐外精煉過(guò)程用稀土氧化物處理鋼水的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)有豐富的稀土資源，稀土元素具有凈化鋼液、變質(zhì)鋼中非金屬夾雜物、細(xì)化鋼的凝固組織及微合金化作用，可有效提高鋼材的各項(xiàng)性能，因而在鋼鐵生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
幾十年來(lái)，人們對(duì)于稀土在鋼中的行為、作用機(jī)理、稀土的加入方法和處理工藝以及相關(guān)的基礎(chǔ)理論問(wèn)題已進(jìn)行了廣泛深入的研究，取得了很大的成績(jī)和經(jīng)濟(jì)效益。然而，目前在鋼鐵的生產(chǎn)中多使用稀土金屬或合金，價(jià)格貴、回收率不穩(wěn)定、加入量過(guò)大，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且在鋼中形成的稀土氧化物夾雜過(guò)多，降低了鋼的潔凈度、影響鋼的性能，嚴(yán)重的情況造成水口結(jié)瘤，影響正常的煉鋼生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決煉鋼過(guò)程直接加入稀土所帶來(lái)的成本高、稀土夾雜物多的問(wèn)題。
一種用稀土氧化物處理鋼水的方法，其特征在于本方法以較廉價(jià)稀土氧化物或稀土精礦粉作為稀土源，配入混合還原劑和氟化物以及少量黏合劑，還原劑與稀土氧化物的摩爾比為1～3，氟化物加入量為2～10％；黏合劑的加入量為2～8％；然后在高壓下造塊，再經(jīng)破碎、成形或造粒等工序制成不同類型的稀土氧化物基鋼水處理劑，散型稀土處理劑粒度為0.05-5mm，在鋼水精煉過(guò)程中利用RH、VD等設(shè)備的減壓、吹氬及還原性條件，使稀土氧化物發(fā)生熱還原反應(yīng)，向鋼中輸入稀土。
在爐外精煉過(guò)程中向鋼中加入稀土氧化物基處理劑，體系壓力不高于10-1Pa，氬氣純度不低于99.99％，處理前鋼水溫度不低于1550℃；生產(chǎn)球鐵或蠕鐵時(shí)鐵水溫度不低于1400℃；處理時(shí)間為10～30分；稀土氧化物的原料是工業(yè)純的單一稀土或混合稀土氧化物，也可用含稀土氧化物60％左右稀土精礦粉；還原劑包括碳化鈣、硅鈣粉、碳粉及鋁粉。
稀土處理劑的制作工藝包括磨料、混合、高壓造塊、破碎及造粒或壓力成形等工序；散型處理劑的粒度0.05mm-5.0mm。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于解決了煉鋼過(guò)程直接加入稀土所帶來(lái)的成本高、稀土夾雜物多的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式用含混合稀土氧化物(稀土中含鈰約35％、鑭20％)約60％的包頭稀土精礦粉與硅鈣粉(主要含Ca28.4％，Si54.1％，Al1.39％)充分混合，鈣與稀土氧化物(按CeO2計(jì)算)的摩爾比為1.5，然后加入5％的聚乙烯醇溶液作為黏結(jié)劑，造粒烘干，最后制成φ3.6包芯線。在碳管爐中用剛玉坩堝處理1kg含硫0.06％的Q235鋼水，處理?xiàng)l件如下1550℃，通氬氣(純度99.99％)保護(hù)，用手工將稀土氧化物包芯線插入鋼液，線內(nèi)混合物的加入量為10～20g，處理后鋼水的硫含量降至0.01％以下，鋼中稀土殘留量大于0.04。
用包頭混合稀土氧化物(稀土中含鈰約40％，鑭15％)，按摩爾比1∶1加入高純石墨粉及重量百分比為5％的氟化鈣，用濃度為5％的淀粉溶液做黏合劑，在5t的壓力下制成渣餅。用在真空感應(yīng)爐中處理3kg含硫0.06％的Q235鋼水。實(shí)驗(yàn)條件為溫度1600℃、真空度10-1Pa。處理時(shí)間20分鐘。處理后鋼水的硫含量降至0.01％以下，鋼中稀土殘留量大于0.04％。
用包頭混合稀土氧化物，加入重量百分比為15％的氟化鈣，用濃度為5％的淀粉溶液做黏合劑，在5t的壓力下制成外徑為35mm、厚度為10mm的渣餅，放在鉬絲爐中處理500g高硫鐵水(含硫0.10％)。實(shí)驗(yàn)條件為溫度1450℃、石墨坩堝盛飽和碳鐵水、用石墨管向鐵液內(nèi)吹氬氣(純度99.99％)、流量為0.5L/min，處理時(shí)間為25～50分鐘。鐵水硫含量降至0.002％，鐵水中稀土殘留量為0.02～0.07％。
權(quán)利要求
1.一種用稀土氧化物處理鋼水的方法，其特征在于本方法以較廉價(jià)稀土氧化物或稀土精礦粉作為稀土源，配入混合還原劑和氟化物以及少量黏合劑，還原劑與稀土氧化物的摩爾比為1～3，氟化物加入量為2～10％；黏合劑的加入量為2～8％；然后在高壓下造塊，再經(jīng)破碎、成形或造粒等工序制成不同類型的稀土氧化物基鋼水處理劑，散型稀土處理劑粒度為0.05-5mm，在鋼水精煉過(guò)程中利用RH、VD等設(shè)備的減壓、吹氬及還原性條件，使稀土氧化物發(fā)生熱還原反應(yīng)，向鋼中輸入稀土。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用稀土氧化物處理鋼水的方法，其特征在于本方法在爐外精煉過(guò)程中向鋼中加入稀土氧化物基處理劑，體系壓力不高于10-1Pa，氬氣純度不低于99.99％，處理前鋼水溫度不低于1550℃；生產(chǎn)球鐵或蠕鐵時(shí)鐵水溫度不低于1400℃；處理時(shí)間為10～30分；稀土氧化物的原料是工業(yè)純的單一稀土或混合稀土氧化物，也可用含稀土氧化物60％左右稀土精礦粉；還原劑包括碳化鈣、硅鈣粉、碳粉及鋁粉。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種在爐外精煉過(guò)程用稀土氧化物處理鋼水的方法。本方法以較廉價(jià)稀土氧化物或稀土精礦粉作為稀土源，按一定配比混合還原劑和添加劑以及少量黏合劑，然后在高壓下造塊，再經(jīng)破碎、成形或造粒等工序制成不同類型的稀土氧化物基鋼水處理劑。利用RH、VD等精煉過(guò)程中的減壓、吹氬及還原性的條件，使稀土氧化物發(fā)生熱還原反應(yīng)，向鋼中輸入稀土。這種稀土氧化物基鋼水處理劑的某些含碳硅劑型也適用于球鐵和蠕鐵生產(chǎn)中的鐵水變質(zhì)處理。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于解決了煉鋼過(guò)程直接加入稀土所帶來(lái)的成本高、稀土夾雜物多的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C21C7/04GK1482261SQ03153638
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月19日
發(fā)明者李聯(lián)生, 王龍妹, 林勤, 陳頌, 李超, 殷浩, 張穎, 許丹娘 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)