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稀土元素在熔炼钢中的应用

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Issuing time:2016-08-24 14:15

1.稀土处理的意义

    稀土元素(RE)包括17个元素,其性质都很类似,熔点低密度大,与氧硫氮等元素有很好的亲和力。稀土是非常有用的材料,对钢的性能有着极其微妙的作用,稀土处理之后的钢种其性能非常优良,因此稀土处理现已成为提高钢种各项性能,改善内部结构的有效方法,所以凯发登录应很好的使用它。
 
2.稀土在钢中的作用

  稀土处理可以脱氧,脱硫,微合金化也能改变稀土夹杂物的变形能力。尤其是在一定程度上对脆性的Al2O3起变性作用,可改善大部分钢种的疲劳性能。

  稀土元素像Ca、Ti、Zr、Mg、Be一样,它是硫化物最有效的变形剂。在钢中加入适量的RE能使氧化物和硫化物夹杂物变成细小分散的球状夹杂物从而消除MnS等夹杂的危害性。在生产实践中,硫在钢中以FeS、MnS形式存在,当钢中Mn高时,MnS的形成倾向就高。虽然其熔点较高能避免热脆的产生,但MnS在加工变形时能沿着加工方向延伸成带状,钢的塑性,韧性,及疲劳强度显著降低,因此钢中加入RE进行变形处理比较必须的。

  稀土在钢中的作用主要有净化,变质和合金化。随着氧硫含量逐渐控制,传统的净化钢水和变质作用日益减弱,代之而起的更完善的洁净化技术和合金化作用。

3.稀土处理的原理

  稀土加入后会产生如下反应:

  2〔RE〕+3〔O〕=RE2O3

  2〔RE〕+3〔S〕=RE2O3

  2〔RE〕+2〔O〕+〔S〕=RE2O2S

  由此可见稀土元素是很强的脱氧剂,也是很强的脱硫剂。

4.稀土加入有效方法

  稀土加入方法有许多,目前主要有两种,散料加入和喂丝法。

  稀土按一定速度喂入钢包,稀土线穿过覆盖层进入钢包与钢中的氧,硫发生反应,生成稀土氧化物和稀土硫化物,从而控制夹杂物形态,同时有部分稀土还可起到微合金化的作用。比较起来喂线法稀土的利用率较好,效果更好。其收得率最高可达95% 以上。因此在钢包中喂入稀土丝,对钢液特别是对低硫钢进行硫化物形态控制是特别有效的方法

钢包喂线需满足的条件:

  (1)钢液脱氧充分。

      (2)使用碱性包。

      (3)氩气搅拌。

  (4)使用稀土钢专业覆盖剂。

5. 试验数据

        包钢精炼炉稀土加入方式及回收率对比见附表。

      稀土元素在熔炼钢中的应用
  由上表可见,稀土喂丝处理要远优于块状加入。
 
6.结语

  众所周知,传统的稀土处理比较粗犷,并由于其加入到渣中,大部分稀土在渣中无谓地烧损,参与了渣的反应,只有少数稀土真正地起到作用,所以其回收率非常低。因此,取而代之的喂丝操作极大地改善和促进了稀土在钢中的作用,能把稀土深度送入铸造钢液使其完全熔入钢中进行反应,方法十分有效。回收率相应的也高,是值得积极推广的一种方法。

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