本發(fā)明涉及一種稀土鋼用稀土鐵中間合金材料，具體說，涉及一種低氧稀土鋼用稀土鐵中間合金的制備方法。

背景技術：

上世紀70年代初，美國對稀土鋼應用研究的主要目的是減少鋼中的有害雜質，提高鋼的純凈度；70年代中期，國際層面上才開始研究稀土在鋼中的機理和作用。

我國早在80年代初期開始研究稀土鋼，研究了各種各樣稀土在鋼中的加入方法，但效果不是十分理想，稀土鋼添加劑有單一稀土金屬，混合稀土金屬，其形狀有塊狀、錠狀、絲狀、粉狀、棒狀或充填含稀土粉料的包芯線等多種形式。但是由于稀土金屬活潑，比重低于鋼，很難加入到1600℃以上的鋼液中，稀土的燒損嚴重，收得率非常低，難以改善鋼的性能，致使稀土鋼的生產(chǎn)成本過高，未得到市場認可。

因此，需要探索制備一種新型的稀土鐵合金，從而解決長期制約稀土鋼中稀土成分控制不穩(wěn)定、并且不易加入鋼中、燒損大、收得率低等多年來研究的難題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種低氧稀土鋼用稀土鐵中間合金的制備方法，稀土鐵中間合金添加后可根本解決稀土在鋼中的有效加入問題，顯著提高稀土收得率，準確控制鋼中稀土的含量，降低稀土的加入成本，改善和提高鋼材的塑性、低溫沖擊韌性、厚度方向性能和耐腐蝕性能。

技術方案如下：

一種低氧稀土鋼用稀土鐵中間合金的制備方法，包括：

采用真空冶煉爐，按照質量比1～5：5～9將稀土金屬與純鐵放入真空爐內(nèi)的坩堝中；

將真空爐抽真空在20Pa以下，然后充入惰性氣體保護，經(jīng)過高溫熔化-精煉、電磁攪拌合金化過程，高溫熔化溫度為1000～1500℃，精煉過程采用的溫度為1400～1500℃，時間為5～15分鐘；然后澆鑄到錠模中得到稀土鐵中間合金。

進一步：稀土金屬采用鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔中一種或幾種。

進一步：按照質量百分百計，稀土鐵中間合金中稀土含量為1～50％。

進一步：惰性氣體采用氮氣、氬氣中一種或多種。

進一步：以稀土金屬鑭和純鐵為原料，按照質量百分比30：70配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1400℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鐵合金，鑭鐵合金中鑭含量29.6％。

進一步：以稀土金屬鈰和純鐵為原料，按照質量百分比50：50配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1300℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鈰鐵合金，鈰鐵合金中鈰含量49.7％。

進一步：以稀土金屬釹和純鐵為原料，按照質量百分比40：60配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1350℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了釹鐵合金，釹鐵合金中釹含量39.4％。

進一步：以稀土金屬鑭、鈰和純鐵為原料，按照質量百分比3.5：6.5：90配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1400℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鈰混合稀土鐵合金，鑭鈰混合稀土鐵合金中鑭含量3.42％，鈰含量為6.48％。

進一步：坩堝通過等靜壓、高密度的氮化硼制成，真空爐為真空中頻、工頻感應爐。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明技術效果包括：

1、稀土鐵中間合金添加后可根本解決稀土在鋼中的有效加入問題，顯著提高稀土收得率，準確控制鋼中稀土的含量，降低稀土的加入成本，改善和提高鋼材的塑性、低溫沖擊韌性、厚度方向性能和耐腐蝕性能。

2、本發(fā)明中提出的稀土鐵中間合金中稀土元素以化合態(tài)的形式存在，抗氧化性好，熱穩(wěn)定性高；合金中稀土元素成份均勻穩(wěn)定，低偏析，O、S、P、C等雜質含量低；稀土鐵中間合金密度接近于鋼的密度，易于熔于鋼中，實現(xiàn)對鋼水的深度凈化，顯著提高了冶煉稀土鋼時稀土元素的收得率，大幅提高稀土鋼的產(chǎn)品質量和綜合性能，改善和提高鋼材的塑性、低溫沖擊韌性、厚度方向性能和耐腐蝕性能，降低了生產(chǎn)成本。同時通過稀土鐵中間合金加入的稀土元素通過彌散強化使稀土在鋼中的應用領域擴大，特別是稀土在一些高尖端技術領域得到應用。而且二次帶入的雜質含量低，產(chǎn)品質量好，波動范圍小，生產(chǎn)成本低，是一種理想的稀土鋼添加劑。

3、由于稀土鐵中間合金加入到鋼中稀土收率大幅度提高，所以稀土鋼的成本會大幅下降，十二五末期可實現(xiàn)100萬噸/年高品質稀土鋼生產(chǎn)。稀土鋼具有超強的高溫塑性、低溫耐沖擊性、厚度方向性能和耐腐蝕性能。由于其優(yōu)異的性能和合理的生產(chǎn)成本，后期可推廣應用到包鋼500萬噸稀土鋼板材乃至整個鋼鐵行業(yè)，會產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。

為充分利用輕稀土中鑭、鈰元素提供有效的途徑；同時可以開發(fā)具有稀土特色的高性能稀土鋼品種，為稀土鋼生產(chǎn)和應用奠定了堅實的技術支撐，推動稀土鋼產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。

具體實施方式

下面將參考示例實施方式說明本發(fā)明技術方案。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。

低氧稀土鋼用稀土鐵中間合金的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1：采用真空冶煉爐，按照配比將稀土金屬與純鐵放入真空爐內(nèi)的坩堝中；

稀土金屬采用鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔中一種或幾種。稀土金屬與純鐵的質量比為1～5：5～9。坩堝經(jīng)過等靜壓、高密度的無氧氮化硼制成，真空冶煉爐采用真空中頻、工頻感應爐。

步驟2：對真空爐抽真空，然后充入惰性氣體保護，經(jīng)過高溫熔化-精煉、電磁攪拌合金化過程，然后澆鑄到錠模中得到稀土鐵中間合金。

按照質量百分百計，稀土鐵中間合金中稀土含量為1～50％。對真空爐抽真空在20Pa以下。惰性氣體為氮氣、氬氣中一種或多種。

高溫熔化溫度為1000～1500℃，精煉過程采用的溫度為1400～1500℃，時間為5～15分鐘。

實施例1

以稀土金屬鑭和純鐵為原料，按照質量百分比30：70配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1400℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鐵合金，鑭含量29.6％。

實施例2

以稀土金屬鈰和純鐵為原料，按照質量百分比50：50配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1300℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鈰鐵合金，鈰含量49.7％。

實施例3

以稀土金屬釹和純鐵為原料，按照質量百分比40：60配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1350℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了釹鐵合金，釹含量39.4％。

實施例4

以稀土金屬鑭、鈰和純鐵為原料，按照質量百分比3.5：6.5：90配料，然后加入到碳化硅坩堝內(nèi)，置于真空爐內(nèi)，抽真空至20pa，然后充入氬氣保護，升溫至1400℃進行熔煉，保溫時間為15分鐘，電磁攪拌澆鑄，快速冷卻，得到了鑭鈰混合稀土鐵合金，鑭含量3.42％，鈰含量6.48％。

本發(fā)明所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。