镧基稀土(镁)硅铁合金及其冶炼工艺制造技术

一种以镧基稀土氧化物为主原料，稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭∶镁＝１０～８５∶９０～１２５∶１５～４０∶５０～１１０∶０∶３０。在矿热炉中以碳热法一步还原连续生产镧基稀土（镁）硅铁合金。该合金中含有５～５０％稀土（其中Ｌａ－［２］Ｏ－［３］７０～７０％），０～２０％Ｍｇ，３０～５０％Ｓｉ，≤４％Ｍｎ，≤５％Ｃａ，≤２％Ｔｉ，余量Ｆｅ。本发明专利技术的合金具有很强的脱氧脱硫能力，是优良的钢铁处理剂。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁合金领域，特别涉及钢铁处理剂的稀土中间合金及其冶炼工艺。我国富有稀土资源，在北方以包头稀土研制成功的稀土硅铁合金广泛用于处理钢铁。“稀土精矿渣电弧炉冶炼稀土中间合金”(申请号85105958)是这种类稀土中间合金冶炼工艺的代表作。它以包头富铈精矿为原料，以硅铁作还原剂，在电弧炉中冶炼，间歇生产该合金。欧洲专利Ep-4819研究成功一种含镧铁合金，应用该合金作为铸铁处理剂，应用结果镧比铈在铸件凝固时能更强烈地与放出的气体反应，从而更有效的清除铸件的缺陷(孔洞及层状碳化物等)。从江西寻乌的离子吸附型矿提取的是富镧(镧氧化物含量＞70%)混合稀土氧化物，它还具有低钛，低放射性比度等优点。如何利用这一宝贵资源生产出富镧稀土(镁)硅铁合金是一个重要的课题。本专利技术的目的在于以富镧稀土氧化物、硅石、钢屑为原料，研制镧基稀土(镁)硅铁合金，并设计出利用碳还原一步法连续冶炼该合金的工艺。本专利技术的目的采用如下方案实现本专利技术的镧基稀土(镁)硅铁合金的成份设计为(重量%)RE(La2O370～90%) Mg Si Mn Ca Ti Fe5～50 0～20 30～50 ≤4 ≤5 ≤2 余量冶炼本专利技术的合金的工艺为本专利技术的冶炼工艺采用碳热法还原冶炼，用焦碳作还原剂，还原二氧化硅形成硅铁，再以硅铁为还原剂，从镧基稀土氧化物中还原制取镧基稀土硅铁合金，两步还原过程均在矿热炉中同时进行，因此可称为一步法连续生产工艺。反应按下式进行(2)式的产物再循环到反应(1)，如此反应能连续进行，不断由原料还原成稀土硅铁合金。具体工艺流程如下(本专利技术均采用重量%)1、原料准备a.稀土氧化物精矿其中PE2O3≥85%，La/RE≥0.85其中各种杂质元素要求＜0.5%。把富镧稀土氧化物与粘结剂(玻璃和/或糖浆)按1∶0.2～0.5配比制成20～60毫米球，再于200°±50烘干1～3小时或自然干燥，制得球状物。b.焦炭C＞80%，经破碎，筛分粒度3～10毫米。c.钢屑Fe≥98%，经去杂质，加工使长度L≤100毫米。d.硅石SiO2≥98%，经破碎，筛洗，粒度达30～60毫米。2、配料把富镧稀土氧化物与硅石，钢屑，焦炭按一定的配比混合均匀，其配料比为(重量比)稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦碳∶镁＝10～85∶90～125∶15～40∶50～110∶0～303、冶炼把混合均匀的原料连续加入矿热炉中，由三相电极供电，用焦碳与硅石反应，生成的硅(铁)，再与稀土氧化物反应生成稀土硅铁合金，反应区的温度保持在1200°～1400℃，反应1～5小时，出炉一次。4、铸锭注意控制铸锭厚度在100毫米范围内，并及时冷却。5、冲镁与铸锭如生产镧基稀土镁硅铁合金，金属镁的粒度控制在10毫米以下，将刚出炉的稀土硅铁冲入盛镁粉罐内，再进行搅拌，浇铸锭厚控制在100毫米以下。图面说明附图为本专利技术冶炼工艺流程图。下面结合实施例与附图进一步说明本专利技术。实施例1矿热炉型号1800KVA，炉膛直径为3100毫米，炉膛深度1400毫米，电极直径500毫米，反应区在三电极之间。生产典型牌号FeSiRE24，原料配比(重量比)为镧基稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭＝43∶118∶28∶55。原料混匀后连续加入矿热炉中，搅拌均匀，于1300℃±50℃反应3小时，出铁，铸锭，精整，入库。化学分析产品的化学成分如下(重量%)RE Mg SiCaMnCrPC TiFe25.45 0.11 44.3 1.18 0.24 0.66 0.076 0.38 0.23 余量实施例2生产FeSiRE5Mg8，原料配比(重量比)为稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭∶镁块＝12∶118∶40∶55∶11.5把前四种原料混合均匀后，连续加入矿热炉经1200℃反应5小时，出铁，冲镁，铸锭，精整，入库。产品的化学成分为(重量%)RE Mg Si Mn Ca Ti Fe5.5 8.6 43.5 1.03 1.97 0.23 余量实施例3生产FeSiRE45，原料配比(重量比)为稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭＝84∶96∶16∶110原料混合物均匀后，连续加入矿热炉，经1400℃，反应1小时后，出炉，铸锭，精整，入库。产品的化学成分为(重量%)RE Mg Si Mn Ca Ti Fe46.52 0.1 34.23 1.53 1.82 0.24 余量本专利技术的产品经使用证明，作为钢铁处理剂，具有优良的脱氧，脱硫作用可以作为各种铸铁的孕育剂，作为球墨铸铁的球化剂，作为蠕墨铸铁的蠕化剂，还可以作为各种钢的处理剂，以净化钢中氧，硫杂质，改变夹杂物的形态，从而提高钢的性能，特别是冲击韧性，各向异性等等。本专利技术的一步碳热还原法冶炼工艺与传统的用硅铁还原法相比，具有工艺流程短，节省热量，可以连续生产等诸多优点。权利要求1.一种镧基稀土(镁)硅铁合金，其组分为(重量%)RE(La2O370～90%) Mg Si Mn Ca Ti Fe，5～50 0～20 30～50 ≤4 ≤5 ≤2 余量。2.一种根据权利要求1的镧基稀土(镁)硅铁合金的冶炼工艺，其特征在于以镧基稀土氧化物，焦炭，钢屑，硅石，镁为原料，其中稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭∶镁＝10～85∶90～125∶15～40∶50～110∶0∶30，原料均匀混合后连续加入矿热炉中，反应区温度为1200°～1400℃，反应1～5小时后出炉一次，经铸锭，精整，得到产品。3.根据权利要求2所述的冶炼工艺，其特征在于富镧稀土氧化物原料中RE2O3≥85重量%，其中La/RE≥0.85，各种杂质元素＜0.5%，富镧稀土氧化物与粘结剂按1∶0.2～0.5配比制成20～60毫米球，再于200°±50℃烘干1～3小时，或自然干燥制得球状物。4.根据权利要求2或3的所述的工艺，其特征在于所述粘结剂是水玻璃和/或糖浆。全文摘要一种以镧基稀土氧化物为主原料，稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭∶镁＝10～85∶90～125∶15～40∶50～110∶0∶30。在矿热炉中以碳热法一步还原连续生产镧基稀土(镁)硅铁合金。该合金中含有5～50％稀土(其中La文档编号C21C7/04GK1061802SQ9111133公开日1992年6月10日 申请日期1991年12月3日 优先权日1991年12月3日专利技术者杨峰, 陈仕荣, 尹敬龙, 汪永光 申请人:江西省乌石山铁矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镧基稀土（镁）硅铁合金，其组分为（重量％）：ＲＥ（Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］～９０％）Ｍｇ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｆｅ，５～５０，０～２０，３０～５０，≤４，≤５，≤２余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，陈仕荣，尹敬龙，汪永光，
申请(专利权)人：江西省乌石山铁矿，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]