專利名稱：一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金及制備方法。
背景技術(shù)：
硅鋼是含硅量在3%左右，其主要成分是鐵的硅鐵合金，是電力、電子和軍事工業(yè) 不可少的重要軟磁合金，亦是產(chǎn)量最大的金屬功能材料，主要用于制作各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和 變壓器的鐵心。硅鋼分為熱軋硅鋼片，冷軋取向硅鋼片，冷軋無取向硅鋼片。熱軋硅鋼片由 于其利用率低，國家已強(qiáng)令要求淘汰。冷軋無取向硅鋼片在生產(chǎn)過程中，對碳、氮、氧、硫的 控制較嚴(yán)格，特別是對硫控制較嚴(yán)格；硅鋼在生產(chǎn)過程中同時都要求去除雜質(zhì)來獲得高磁 感、鐵損低的性能。專利號2006/0030597. X采用脫硫劑進(jìn)行真空脫硫。在生產(chǎn)冷軋取向硅 鋼片時，采用脫碳退火和涂布以Mgo為主要成分的退火隔離劑，在高溫退火過程中，鋼板發(fā) 生二次再結(jié)晶，Mg2Si04底層形成及凈化除去鋼種的S、N等對磁性有害元素。但上述方法 去雜工藝復(fù)雜，耗能耗力，而且去雜困難，推及現(xiàn)有的去雜技術(shù)中，都存在此類問題。目前，稀土作為煉鋼采用的添加劑被廣泛運用，稀土在鋼中的主要有三大作用凈 化作用、變質(zhì)作用和微合金化作用，即稀土加入鋼水中可起脫硫脫氧改變夾雜物形態(tài)的作 用，并可提高鋼材的可塑性、韌性等物理性能等?，F(xiàn)在煉鋼生產(chǎn)中最常用的有兩種方法為 一是稀土合金，塊狀稀土硅鐵合金，以前用于大包投入，大包壓入，粉狀一般用于大包內(nèi)噴 粉、模鑄中注管噴粉等方法加入鋼中；二是混合稀土金屬，制成絲或棒，絲用于鋼包、中注管 或連鑄結(jié)晶器，使用喂絲機(jī)喂入鋼中，棒采用模內(nèi)吊掛的方法熔入鋼中?？杀M管稀土金屬具 有很強(qiáng)的脫硫、脫氧能力，但如果將稀土金屬直接投入煉鋼中時，由于產(chǎn)生的稀土-氧-硫 夾雜等，熔點高、比重大，難以聚集上浮排除，從而在除雜的過程中，同時會因排除不盡而降 低了鋼水的純凈度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金及其制備 方法，徹底解決硅鋼生產(chǎn)中雜質(zhì)元素去除難的技術(shù)問題，提高了硅鋼的韌性和抗疲勞性，同 時可得到高磁感特性的硅鋼材料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金，其 成分重量百分比為稀土 Re 45-60% ；硅Si 40-55% ；碳C彡0. 5% ；磷P彡0. 002% ；硫 S 彡 0. 002%。用于生產(chǎn)上述稀土硅合金的制備方法如下，按以下步驟進(jìn)行
(a)選用Si彡99%的優(yōu)質(zhì)金屬硅；選用混合稀土金屬TREM彡98.0%為原料，按所需生 產(chǎn)的稀土硅合金中稀土 Re和硅Si的比例計算出原料的重量；
(b)熔煉選用襯有鎂砂或石墨坩堝的中頻、工頻感應(yīng)電爐作為熔煉工具；向爐內(nèi)加入 混合稀土金屬，同時吹入氬氣液面保護(hù)，再采用熔融鹽形成保護(hù)層，最后加入金屬硅；
(c)待所述爐料全部融化后，充分?jǐn)嚢?，鑄成合金塊。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)本發(fā)明中混合稀土金屬選擇按成分重量百分比計算， 包括鑭La 28-32% ；鈰Ce 54-58% ；鐠Pr :2_4% ；釹Nd :9_11%。本充分中不僅含有豐富的 鈰，而且含有豐富的鑭，在除雜的同時，利用了鑭比鈰具有更強(qiáng)脫氧能力的特性，進(jìn)一步可 降低鋼水中的含氧量，并有利于雜質(zhì)的上排；而且價格相對便宜。 作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述熔融鹽為NaCl與KCl的混合物。為了更好的達(dá)到保護(hù)作用，降低稀土合金的損失，在步驟(b)中控制吹入氬氣的壓 力為 0. 15-0. 20Mpa。本產(chǎn)品用于代替原稀土金屬作為煉鋼中采用的添加劑，不僅更好的利用了稀土在 鋼中的三大作用，而且還可以調(diào)節(jié)硅鋼中的硅含量，一舉兩得，簡化了工藝，提高了效率；且 本發(fā)明生產(chǎn)的稀土硅合金當(dāng)用于冶煉硅鋼，在精煉過程中不僅可以起到加速稀土與鋼中0、 S、N、P等有害元素的化學(xué)反應(yīng)，而且更加有利于鋼中夾雜物的上浮排除，實現(xiàn)對鋼水的凈 化，提高質(zhì)量；在無取向硅鋼片中殘留的稀土(REM)，采用二次輕壓的冷軋法，可使晶粒直 徑得到充分的長大，可得到高磁感特性的硅鋼片。由于在熔煉本產(chǎn)品稀土硅合金的同時，可 以進(jìn)一步減少原料本身中0、S、N、P等雜質(zhì)，降低了除雜難度，提高了除雜效率。稀土在煉鋼中的去除原理為 2 (Re)+ 3 (0) = Re203
2 (Re)+ 3 (S) = Re203 (Re) + (P) = ReP (Re) + (N) =ReN
本發(fā)明中涉及的方法采用了兩種不同的保護(hù)方式，使稀土金屬在生產(chǎn)中的損失大 大降低，保證了熔煉后產(chǎn)品的成分，為后續(xù)硅鋼生產(chǎn)提供了質(zhì)、量上的保證。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例1 本發(fā)明涉及的用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金的制備方法，按以下步驟進(jìn) 行
選用含硅量大于99%的金屬硅和混合稀土金屬REM彡98. 0%為原料；其中混合稀土金 屬中Re的百分比為按成分重量計算，La 29. 8%、Ce 55. 5%、Pr 3. 2%、Nd 10. 1%。按上述兩種成份(Re50%，Si48%)配料，采用中間有石墨坩堝外襯鎂砂的中頻爐 進(jìn)行熔化，先向爐內(nèi)加入混稀土金屬，并吹入壓力為0. 16MPa的氬氣，產(chǎn)生液體后，加入 NaCliKCl為1:1的熔融鹽保護(hù)，再加入全部金屬硅，熔化后鑄成稀土硅合金塊。經(jīng)檢測，稀土硅合金塊的成份(重量％)如下稀土 Re 49.2% ；硅Si 47.41% ；碳 C^O. 18% -M P^O. 001% ；硫 S^O. 001%。實施例2，本發(fā)明涉及一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金，其成分重量百分比為稀 土 Re 55% ；硅 Si 43. 8% ；碳 C 芻 0. 18% ；磷 P 芻 0. 001% ；硫 S 芻 0. 001%。本發(fā)明涉及了一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金的制備方法，按以下步驟進(jìn)行
選用含硅量大于99%的金屬硅和混合稀土金屬REM ^ 98. 0%為原料；其中混合稀土金 屬中Re的百分比為按成分重量計算，La :31%、Ce 54. 5%、Pr 3. 5%、Nd 9. 5%。按上述兩種成份(Re55%，Si43. 8%)配料，選用襯有鎂砂的工頻感應(yīng)電爐作為熔煉工具 ；向爐內(nèi)加入全部混合稀土金屬，同時吹入0. 15Mpa的氬氣液面保護(hù)，再采用熔融鹽形 成保護(hù)層，最后加入金屬硅。待所述爐料全部融化后，充分?jǐn)嚢瑁T成合金塊。
本發(fā)明徹底解決硅鋼生產(chǎn)中雜質(zhì)元素去除難，夾雜物難以聚集上浮排盡的技術(shù)問 題，提高了硅鋼的純凈度、韌性和抗疲勞性，同時殘留的稀土通過二次輕壓的冷軋法可得到 高磁感特性的硅鋼材料。
權(quán)利要求
1.一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金，其特征在于其成分重量百分比為稀土 Re 45-60% ；硅 Si 40-55% ；碳 C 彡 0. 5% ；磷 P^O. 002% ；硫 S^O. 002%。
2.—種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金的制備方法，其特征在于 按以下步驟進(jìn)行(a)選材選用Si≤99%的優(yōu)質(zhì)金屬硅；選用混合稀土金屬TREM≤98.0%為原料；(b)熔煉選用襯有鎂砂或石墨坩堝的中頻、工頻感應(yīng)電爐作為熔煉工具；向爐內(nèi)加入 混合稀土金屬，同時吹入氬氣液面保護(hù)，后再采用熔融鹽形成保護(hù)層，最后加入金屬硅；(c)待所述爐料全部融化后，充分?jǐn)嚢?，鑄成合金塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金的制備方法，其特征在于其 成分重量百分比計算，所述混合稀土金屬成分包括La 28-32% ；Ce 54-58% ；Pr :2_4% ；Nd 9-11%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金的制備方法，其特征在于所述 熔融鹽為NaCl與KCl的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金的制備方法，其特征在于吹入 氬氣的壓力為0. 15-0. 20Mpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于硅鋼生產(chǎn)的稀土硅合金及其制備方法，稀土硅合金其成分重量百分比為稀土Re45-60%；硅Si40-55%；碳C≤0.5%；磷P≤0.002%；硫S≤0.002%；制備方法步驟為(a)選材選用Si≥99%的優(yōu)質(zhì)金屬硅、混合稀土金屬TREM≥98.0%為原料；(b)熔煉選用襯有鎂砂或石墨坩堝的中頻、工頻感應(yīng)電爐作為熔煉工具；向爐內(nèi)加入混合稀土金屬并吹入氬氣液面保護(hù)、采用熔融鹽形成保護(hù)層、加入金屬硅；(c)待所述爐料全部融化后，充分?jǐn)嚢瑁T成合金塊。本發(fā)明使稀土金屬在生產(chǎn)中的損失大大降低，保證了熔煉后產(chǎn)品的成分，提高了硅鋼的韌性和抗疲勞性，同時可得到高磁感特性的硅鋼材料。
文檔編號C22C28/00GK102002619SQ20101053598
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者夏宏梁, 宋鈞健, 梅澤鋒, 章漢云 申請人:江蘇江南鐵合金有限公司