一种冶金用稀土铝合金生产装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种冶金用稀土铝合金生产装置，包括依次连接的铝包、真空室，其中，铝包内储存铝液，导流管连通铝液和真空室，真空室内设置有电磁感应加热容器，真空室上方设置有稀土块状材料加料仓，真空室内电磁感应加热容器出料口处设置有设置有连铸缓冲容器，连铸缓冲容器依次与真空室外的连铸机、轧机组连接。本实用新型专利技术实现了铝元素和稀土元素的真空环境加料；解决了铝元素和稀土元素易吸气、氧化的现象。用该装置生产的稀土丝具有易保存、工艺适应性强的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种冶金用稀土铝合金生产装置
本专利技术涉及冶金
，特别是涉及一种冶金用稀土铝合金生产装置。
技术介绍
稀土元素作为“工业维生素”，广泛地应用于材料、石化、轻纺、农业等多个领域。适量稀土加入到钢中主要有三大作用：净化钢液、变质夹杂、微合金化，可提高钢的韧塑性特别是横向冲击韧性，改善钢材的各向异性；例如稀土可使高硬度的氧化铝夹杂转变成球状硫氧化物和铝酸稀土，显著提高钢的抗疲劳性能；稀土在晶界的偏聚能抑制磷硫和低熔点杂质铅、锡、砷、锑、铋在晶界的偏析或与这些杂质形成熔点较高的化合物，净化和强化晶界，消除低熔点杂质的有害作用，有利于改善塑性尤其是高温塑性等。钢中应用稀土后，可以起到细化夹杂、深度净化钢液和强烈微合金化作用，显著提高钢的韧、塑性和疲劳寿命，使钢更加强韧、耐热、耐磨、耐蚀。喂丝法是比较合适的稀土加入到钢水中的方法。目前，国内外进行了多项稀土加入工艺的试验研究，在各自历史条件下均实现了规模生产，主要有：大包投入法、大包压入法、包内喷吹稀土粉法、模注中注管喂丝法、模内吊挂稀土金属棒法、钢包喂丝法、中间包喂丝法、结晶器喂丝法等八种方法。目前通行的方法主要集中在：钢包喂丝法、结晶器喂丝法这两种方法。其中结晶器喂丝法具有收得率高，工艺稳定的优点。纯稀土丝容易氧化。常温下，纯稀土金属容易与空气中的氧反应，在表面产生稀土氧化物，而且部分稀土氧化物容易粉化，不断裸露出新鲜表面重新与氧反应而氧化。纯稀土丝的比表面积越大，越多的稀土元素接触到空气中的氧而氧化。因此稀土丝的保存成为限制其广泛应用的一个弱点。在加入时，钢水上方环境温度较高，氧化速率更大；在一定钢水深度时，由于稀土金属的气化，甚至发生沸腾现象。目前申请名称为一种制备含稀土铝合金的方法(201610732657.6)，申请名称为一种稀土泡沫铝材料(201610836686.7)的专利申请提供的稀土铝合金不适宜用于冶金行业，专利一种铝硅稀土合金锭(201610141648.X)和一种稀土铝合金(201711254396.2)中提供的方法等不能实现稀土铝合金的连续生产。为此，综上所说，连铸生产时，亟需一种易保存、工艺适应性强的含有稀土元素的金属，尤其是加入比较方便的稀土合金杆或稀土合金丝，及该合金的连续工业化生产方法和装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种冶金用稀土铝合金生产装置，本专利技术实现了铝元素和稀土元素的加料；解决了铝元素和稀土元素易吸气、氧化的现象，易于实现；也可以用于稀土铝铁合金、稀土铝硅合金、稀土铝钡合金等类似合金的杆或丝的生产。用该方法生产的稀土丝具有易保存、工艺适应性强的特点。本专利技术的冶金用稀土铝合金生产装置技术方案为：一种冶金用稀土铝合金，所述的冶金用稀土铝合金稀土元素的含量为0.5～11％，其中含有La和Ce。相同钢水条件下，金属元素的脱氧能力由强到弱的顺序是为：Ca，Mg，RE(稀土元素)，Al，Ti，B，Si，C，V，Cr，Mn。在脱氧、脱硫等工序，按照脱氧剂先弱后强的加入顺序，可使用Al、Si、Mn等元素预脱氧后再加入稀土元素进行终脱氧等，将稀土元素与其他合金元素搭配使用。为实现稀土元素的合理、经济使用，将稀土元素合金化，形成稀土合金丝是一个很好的途径。另一方面，Ca和Mg高温下具有较大的蒸汽压，在保存方面也存在一定的难度。综合考虑，将稀土元素和铝元素混掺起来，形成稀土铝金属丝，可利于稀土元素的保存、加入和使用。适量稀土加入到钢中起到有益作用，但当向钢水中加入过量稀土适得其反，不但不能使钢的性能改善，还会影响钢材的正常生产，甚至造成材料的报废。由于价格等方面的影响，稀土不宜做预先脱氧、脱硫剂，因此要求稀土铝合金中，应该以铝元素为主要脱氧、脱硫剂，稀土元素的含量不宜过高。所述的冶金用稀土铝合金为含有稀土元素的金属丝，直径为2-12mm。所述的一种冶金用稀土铝合金的生产方法，包括以下步骤：①铝的加入：铝水在减压和降温环境中进入电磁感应加热容器；②稀土加入：在真空环境下，向电磁感应加热容器中加入稀土块状材料；③合金均匀化：通过电磁感应加热，稀土块状金属逐渐熔化，铝液与稀土块状金属混合，最后形成成分比较均匀的合金液体；④合金液体由电磁感应加热容器一次性地倒入连铸缓冲容器，合金液体通过连铸机形成梯形截面铝杆，或再经过轧机组轧制成横截面圆形的稀土合金线材。以上步骤具体为：①铝的加入。铝包内的熔融渣具有保温、隔绝空气和吸收铝水中的夹杂物的作用。在抽气泵动作用下，真空室内的密闭空间内真空度逐提高，并能产生负压，盛铝熔液容器内铝水沿管道上升到一定高度，并沿管道水平流动，转移到电磁感应加热容器上方，在重力的作用下，渣池上端的铝水流入到加热容器内。由于是在一定真空度的条件进行，同时在下降过程中降温，在降温和真空处理的双重作用下，可去除铝水或轻度结晶的铝水中的气体。铝水从铝包转移到加热容器和过程中，经历降温和真空处理过程，进入电磁感应加热容器。②稀土加入。稀土元素经过上方的真空加料装置落入电磁感应加热容器内。料仓阀门将料仓分为上料仓和下料仓两部分，在布料时，关闭料仓阀门，打开上料仓加料盖，加入稀土块状材料，稀土块状材料存放在上料仓；加料时，打开料仓阀门，稀土块状材料由上料仓进入下料仓，关闭料仓阀门，打开真空阀门，稀土块状材料经过加料通道落入电磁感应加热容器。③合金均匀化。在电磁感应加热容器内，铝液与稀土块状金属混合。通过电磁感应加热，稀土块状金属逐渐熔化，最后形成成分比较均匀的合金液体，并将液体的温度控制在一定范围内。④合金成型。合金液体由电磁感应加热容器一次性地倒入连铸缓冲容器。合金液体不断地通过四轮式连铸机形成梯形截面铝杆，再经过后面的二辊轧机和Y型轧机轧制成横截面圆形的稀土合金线材。步骤②中所用稀土块状材料为La、Ce或含有La和Ce的混合稀土金属材料。稀土块状材料的等效直径为5～20mm，长宽比或轴宽比不超过2。La和Ce的密度略大于铝的密度，相同铝水温度下，块体纯稀土材料尺寸越大，熔化需要的时间越长，沉到熔池底部的可能性越大。一种冶金用稀土铝合金生产方法所用的生产装置，包括依次连接的铝包、真空室，其中，铝包内储存铝液，导流管连通铝液和真空室，铝液进入真空室内进行脱气，真空室内设置有电磁感应加热容器，真空室上方设置有稀土块状材料加料仓，真空室内电磁感应加热容器出料口处设置有设置有连铸缓冲容器，连铸缓冲容器依次与真空室外的连铸机、轧机组连接。铝液上层为覆盖剂，导流管一端位于覆盖剂下方的铝液内，导流管另一端位于真空室内电磁感应加热容器上方开口处。电磁感应加热容器可以设置一个以上。稀土块状材料加料仓包括上料仓和下料仓，上料仓和下料仓之间通过料仓阀门连接，下料仓通过加料管道连通到真空室内电磁感应加热容器上方开口处，上料仓上方设置有加料盖，加料管道上设置有加料真空阀门，料仓和真空室通过加料真空阀门联接，铝元素和稀土元素的加入无需要破坏冶炼空间的真空环境。稀土块状材料加料仓可以设置一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冶金用稀土铝合金生产装置，其特征在于，包括依次连接的铝包(2)、真空室(4)，其中，铝包(2)内储存铝液(1)，导流管(5)连通铝液(1)和真空室(4)，真空室(4)内设置有电磁感应加热容器(6)，真空室(4)上方设置有稀土块状材料加料仓，真空室(4)内电磁感应加热容器(6)出料口处设置有连铸缓冲容器(15)，连铸缓冲容器(15)依次与真空室(4)外的连铸机(16)、轧机组(18)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种冶金用稀土铝合金生产装置，其特征在于，包括依次连接的铝包(2)、真空室(4)，其中，铝包(2)内储存铝液(1)，导流管(5)连通铝液(1)和真空室(4)，真空室(4)内设置有电磁感应加热容器(6)，真空室(4)上方设置有稀土块状材料加料仓，真空室(4)内电磁感应加热容器(6)出料口处设置有连铸缓冲容器(15)，连铸缓冲容器(15)依次与真空室(4)外的连铸机(16)、轧机组(18)连接。


2.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，铝液(1)上层为覆盖剂(3)，导流管(5)一端位于覆盖剂(3)下方的铝液(1)内，导流管(5)另一端位于真空室(4)内电磁感应加热容器(6)上方开口处。


3.根据权利要求1所述的生产装置，其特征在于，稀土块状材料加料仓包括上料仓(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成宝，孙宗辉，韩杰，田超，刘志刚，邵正伟，王毅，许荣昌，何毅，
申请(专利权)人：山东钢铁集团有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37