一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金及其加入工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金及其加工艺，所述稀土合金为复合稀土合金特性，所述复合稀土合金中稀土单质含量为5％

【技术实现步骤摘要】
一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金及其加入工艺


[0001]本专利技术涉及稀土应用领域，尤其涉及一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金及其加入工艺。

技术介绍

[0002]贝氏体钢轨是国内外最先进的重载线路用高性能钢轨，但贝氏体钢轨特殊的生产工艺和服役条件使得钢轨对夹杂物的敏感性极高，要求钢中B、C、D类夹杂物评级总和控制在3.0级以下。在实际生产过程中往往出现B类或C类夹杂物超标，最终导致钢轨判废，判废比率达到25％。经过分析发现，夹杂物的特有组分和分布方式是造成这一现象的主要原因。所以改变贝氏体钢轨中夹杂物的性质和分布是解决问题的关键。铁标要求重轨不可以采用钙处理工艺，所以采用镁处理或稀土处理工艺成为贝氏体钢轨夹杂物控制的可行性方案之一。本专利提出的用于贝氏体钢轨夹杂物控制的复合稀土合金及其加入方法，不改变贝氏体钢轨成分体系，在贝氏体钢轨生产过程中，向钢中按照规定的方式加入复合稀土合金，目的是改变贝氏体钢轨钢中夹杂物性质，使夹杂物细小化、弥散化，同时不会改变贝氏体钢轨的组织和性能。本专利提出的稀土合金及其加入方式具有两方面作用，一方面在夹杂物变性过程中产生的稀土化合物密度低、易上浮，另一方面，稀土在钢中残余量极低，但化学浓度较高，可以有效抑制Al2O3夹杂物产生，防止B类夹杂物评级超标。本专利最具优势的技术条件是，在贝氏体钢轨现有的生产条件下，由于产生的稀土化合物密度低，大部分上浮去除，且稀土在钢中的残存量少，可以实现高的稀土加入量，不会影响连铸生产的连浇性。
[0003]文献1：公布一种热轧贝氏体钢轨及其生产工艺，其目的在于提高板条贝氏铁素体所占比例，提高残余奥氏体稳定性，提高延伸率，降低生产成本。未提到向贝氏体钢中加入稀土。
[0004]文献2：公布一种稀土重轨钢的稀土加入方法及稀土重轨钢，其核心目的是提高稀土收得率，避免稀土合金在加入和熔化过程中氧化，促进稀土以单质形式固溶到钢中，促进稀土氧化物在钢中的均匀分布，实现稀土对重轨钢的性能改善。该专利主要目的是提高稀土收得率和钢轨性能，而非控制钢轨中夹杂物。
[0005]文献3：公布稀土处理的铁路钢轨专用贝氏体—马氏体钢及制造方法，目的是针对实现钢轨更高强度和耐磨性的需求，提供一种旨在降低生产成本、抗拉强度大于1450MPa的稀土处理的铁路钢轨专用贝氏体一马氏体钢及制造方法。该专利向贝氏体钢轨中加入稀土的目的是提高贝氏体一马氏体钢的力学性能，并非控制贝氏体钢中夹杂物。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金及其加入工艺，不改变贝氏体钢轨成分体系，在贝氏体钢轨生产过程中，向钢中按照规定的方式加入复合稀土合金，目的是改变贝氏体钢轨钢中夹杂物性质，使夹杂物细小化、弥散化，同时不会改变贝氏体钢轨的组织、性能以及生产过程的连浇性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金，所述稀土合金为复合稀土合金特性，所述复合稀土合金中稀土单质含量为5％
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65％，纯铁含量为35％
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95％，其余为杂质；稀土单质的相对原子质量为40
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140，产生的氧化物密度为5.0
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6.9g/cm3。
[0009]进一步的，所述复合稀土合金的包装方式为：采用铁桶包装，铁桶壁厚不少于3mm。
[0010]一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金的加入工艺，所述复合稀土合金加入位置：在双LF精炼炉精炼结束后，真空抽气精炼开始前，向钢液中加入复合稀土合金。
[0011]进一步的，所述复合稀土合金加入量：0.5kg/t
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3.0kg/t。
[0012]进一步的，所述复合稀土合金加入后，开始真空抽气精炼作业，真空抽气精炼作业完成后软吹工艺时间不少于25min，连铸过程采用保护浇铸。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0014]采用本专利提出的用于贝氏体钢轨夹杂物控制的稀土合金及其加入方法，不改变工艺流程和钢种成分，更重要的是不会影响贝氏体钢轨连铸的连浇性，复合稀土合金的成本为50元/t，可以有效控制贝氏体钢中夹杂物，降低废品比率10％，降低生产成本750元/t。
附图说明
[0015]下面结合附图说明对本专利技术作进一步说明。
[0016]图1为常规工艺生产的贝氏体钢轨中夹杂物形貌和成分；
[0017]图2为采用本专利方法生产的贝氏体钢轨中夹杂物形貌和成分。
具体实施方式
[0018]一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金，所述稀土合金为复合稀土合金特性，所述复合稀土合金中稀土单质含量为5％
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65％，纯铁含量为35％
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95％，其余为杂质；稀土单质的相对原子质量为40
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140，产生的氧化物密度为5.0
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6.9g/cm3。
[0019]所述复合稀土合金的包装方式为：采用铁桶包装，铁桶壁厚不少于3mm。
[0020]一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金的加入工艺，所述复合稀土合金加入位置：在双LF精炼炉精炼结束后，真空抽气精炼开始前，向钢液中加入复合稀土合金。所述复合稀土合金加入量：0.5kg/t
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3.0kg/t。所述复合稀土合金加入后，开始真空抽气精炼作业，真空抽气精炼作业完成后软吹工艺时间不少于25min，连铸过程采用保护浇铸。
[0021]实施例1
[0022]第一步：贝氏体钢轨冶炼生产工艺：转炉—双LF精炼炉精炼—真空抽气精炼—连铸。
[0023]第二步：复合稀土合金由稀土单质和纯铁熔融生产，复合稀土合金特性：复合稀土合金中稀土单质含量为5％
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65％，纯铁含量为35％
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95％，其余为杂质；稀土单质的相对原子质量为40
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140，产生的氧化物密度为5.0
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6.9g/cm3。
[0024]第三步：复合稀土合金的包装方式：采用铁桶包装，铁桶壁厚不少于3mm。
[0025]第四步：复合稀土合金加入位置：在双LF精炼炉精炼结束后，真空抽气精炼开始前，向钢液中加入复合稀土合金。
[0026]第五步：复合稀土合金加入量：0.5kg/t
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3.0kg/t。
[0027]第六步：工艺操作要点：复合稀土合金加入后，开始真空抽气精炼作业，真空抽气精炼作业完成后软吹工艺时间不少于25min，连铸过程采用保护浇铸。
[0028]对比例
[0029]贝氏体钢轨冶炼生产常规工艺流程为：KR铁水预处理—转炉—脱氧合金化—双LF精炼炉精炼造渣和调整成分、温度—真空抽气精炼去气—大方坯连铸。
[0030]本专利贝氏体钢轨冶炼生产工艺为：转炉—脱氧合金化—双LF精炼炉精炼造渣和调整成分、温度—添加复合稀土合金处理钢水去本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金，其特征在于：所述稀土合金为复合稀土合金特性，所述复合稀土合金中稀土单质含量为5％
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65％，纯铁含量为35％
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95％，其余为杂质；稀土单质的相对原子质量为40
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140，产生的氧化物密度为5.0
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6.9g/cm3。2.根据权利要求1所述的适用于贝氏体钢夹杂物控制的稀土合金，其特征在于：所述复合稀土合金的包装方式为：采用铁桶包装，铁桶壁厚不少于3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达先，何建中，刁望才，麻晓光，唐建平，关键，钱静秋，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：