一种含稀土耐蚀钢及控制稀土含量和存在形态的方法技术

本发明专利技术公开了一种含稀土耐蚀钢及控制稀土含量和存在形态的方法，属于转炉、电炉生产稀土耐蚀钢的技术领域，解决了现有耐蚀钢生产中稀土元素收得率低以及易于生成稀土氧化物和稀土氧硫化物的问题。一种含稀土耐蚀钢，耐蚀钢的化学成分按照重量百分比为：C≤0.12％、Si≤0.75％、Mn≤1.5％、Ni：0.12～0.65％、Cr：0.30～1.25％、Cu：0.20～0.55％、P≤0.025％、S≤0.008％，以及Ce和La之中的一种或两种，Ce+La：0.01～0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；稀土化合物在钢中主要以硫化物的形式存在。本发明专利技术的钢材在大气腐蚀环境下使用寿命较普通碳素钢提高50％以上，使得稀土收得率在40％以上，较现有的稀土收得率提高20％，降低了生产成本50元/吨钢。成本50元/吨钢。成本50元/吨钢。

【技术实现步骤摘要】
一种含稀土耐蚀钢及控制稀土含量和存在形态的方法


[0001]本专利技术属于转炉、电炉生产稀土耐蚀钢的
，具体涉及一种含稀土耐蚀钢及控制稀土含量和存在形态的方法。

技术介绍

[0002]钢铁材料是目前常用的金属材料，在大气中长时间暴露会发生侵蚀，造成钢材性能的下降进而造成材料的报废。20世纪初，学者研究发现通过适量添加P、Cu、Cr、Ni等合金元素，可以达到钢材抗腐蚀的效果，这也是现在常用的耐蚀钢。耐蚀钢在集装箱、铁道车辆制造方面有着广泛的应用。
[0003]近些年研究发现，稀土元素可以显著提高钢材的耐蚀性，在上述传统耐蚀钢的成分基础上添加铈、镧的新型稀土耐蚀钢，在大气环境下，其耐大气腐蚀性能提高30
‑
50％，稀土耐蚀钢可延长使用寿命至70年以上。稀土元素铈、镧作为稀土矿提取工艺的副产物，成本较Cu、Cr、Ni等合金元素较低，通过稀土合金化后形成的耐蚀钢，吨钢成本仅提高30
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50元，较常用的铜磷铬镍耐蚀钢性价比更高。实验室研究结果表明，为了提高耐蚀钢的耐大气侵蚀的效果，稀土耐蚀钢中尽可能含有固溶稀土、稀土硫化物，避免生产稀土氧化物和稀土硫氧化物。
[0004]铈、镧元素显著提高钢材耐蚀性是在大合金化量(0.01～0.2％)基础之上的，但是铈、镧元素具有很强的还原性，不仅在钢中收得率低，而且非常容易生成氧化物和硫氧化物。而在现有的生产中，如何保证耐蚀钢中稀土的高固溶量和硫化物含量，避免生成稀土氧化物和稀土氧硫化物，对于含稀土耐蚀钢的冶炼来说是非常困难的。/>
技术实现思路

[0005]鉴于以上分析，针对现有技术中的不足，本专利技术旨在提供一种含稀土耐蚀钢及控制稀土含量和存在形态的方法，以解决现有耐蚀钢生产中稀土元素收得率低(10～30％)以及易于生成稀土氧化物和稀土氧硫化物的问题，从而使得稀土耐蚀钢中的稀土元素主要以硫化物的形式存在。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种含稀土耐蚀钢，耐蚀钢的化学成分按照重量百分比为：C≤0.12％、Si≤0.75％、Mn≤1.5％、Ni：0.12～0.65％、Cr：0.30～1.25％、Cu：0.20～0.55％、P≤0.025％、S≤0.008％、以及Ce和La之中的一种或两种，Ce+La：0.01～0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；稀土化合物在钢中主要以硫化物的形式存在。
[0008]另外，本专利技术还提供了一种控制稀土含量和存在形态的方法，用于制备上述的耐蚀钢，包括如下步骤：
[0009]步骤S1、转炉或电炉冶炼；
[0010]步骤S2、炉外精炼；
[0011]步骤S3、精炼后连铸；
[0012]所述步骤S2中，包括：
[0013]步骤S2
‑
A、LF炉精炼；
[0014]步骤S2
‑
B、RH炉精炼；
[0015]步骤S2
‑
A中，LF炉精炼中白渣操作，控制渣厚为130～150mm，白渣持续时间＞20min，控制钢水[S]含量在0.006～0.008％的范围内，[Als]含量在0.04～0.15％的范围内，出站前软吹氩气，出站前控制钢水中[O]<1.5ppm；
[0016]步骤S2
‑
B中，LF炉精炼出站后，在RH炉内真空循环脱气，控制[Als]含量在0.04～0.15％的范围内，破真空前5min加入稀土铈合金，破真空后，控制钢水中[O]<1.5ppm，然后同时喂钙线和软吹氩气，喂钙线后控制钢水中[Ca]含量在0.002～0.010％的范围内。
[0017]进一步的，步骤S2
‑
A中，白渣质量百分含量为：CaO：50～65％，SiO2：5～7％，Al2O3：25～30％，Ce2O3：0～10％，MgO：5～8％，FeO+MnO＜0.5％，碱度CaO/SiO2为8～10。
[0018]进一步的，步骤S2
‑
B中，RH炉的真空度为200Pa以内，真空循环脱气保持时间＞15min。
[0019]进一步的，步骤S2
‑
A中，软吹氩气时间5～8min，软吹氩气量为0.005～0.01Nm3/(t
·
min)；步骤S2
‑
B中，软吹氩气时间为8～10min，软吹氩气量为0.005～0.008Nm3/(t
·
min)。
[0020]进一步的，含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.01～0.05％]时，步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.04～0.06％范围内；
[0021]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为(0.05～0.1％)时，步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.06～0.09％范围内；
[0022]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.1～0.2％]时，步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.09～0.15％范围内。
[0023]进一步的，步骤S2
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A中，白渣质量百分含量为：CaO：50～65％，SiO2：5～7％，Al2O3：25～30％，Ce2O3：0～10％，MgO：5～8％，FeO+MnO＜0.5％，碱度CaO/SiO2为8～10；
[0024]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.01～0.05％]时，步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.04～0.06％范围内；
[0025]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为(0.05～0.1％)时，步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.06～0.09％范围内；
[0026]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.1～0.2％]时，步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.09～0.15％范围内；
[0027]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.01～0.05％]时，当白渣中含有Ce2O3+La2O3为[5～10％]时，控制钢水[Als]≥0.04％；当白渣中含有Ce2O3+La2O3为[0～5％)时，控制钢水[Als]＝0.05～0.06％；
[0028]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为(0.05～0.1％)时，当白渣中含有Ce2O3+La2O3为5～10％时，控制钢水[Als]≥0.06％；当白渣中含有Ce2O3+La2O3为0～5％时，控制钢水[Als]＝0.07～0.09％；
[0029]含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.1～0.2％]时，当白渣中含有Ce2O3+La2O3为[5～10％]时，控制钢水[Als]＝0.09～0.10％；当白渣中含有Ce2O3+La2O3为(1～5％)时，控制钢水[Als]＝0.10～0.12％；当白渣中Ce2O3+La2O3为[0～1]时，控制钢水[Als]＝0.11～
0.15％。
[0030]进一步的，含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.01～0.05％]时，钢中[Als]、[O]、[Ce+La]含量和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含稀土耐蚀钢，其特征在于，所述耐蚀钢的化学成分按照重量百分比为：C≤0.12％、Si≤0.75％、Mn≤1.5％、Ni：0.12～0.65％、Cr：0.30～1.25％、Cu：0.20～0.55％、P≤0.025％、S≤0.008％，以及Ce和La之中的一种或两种，Ce+La：0.01～0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；稀土化合物在钢中主要以硫化物的形式存在。2.一种含稀土耐蚀钢控制稀土含量和存在形态的方法，其特征在于，用于制备权利要求1所述的耐蚀钢，包括如下步骤：步骤S1、转炉或电炉冶炼；步骤S2、炉外精炼；步骤S3、精炼后连铸；所述步骤S2中，包括：步骤S2
‑
A、LF炉精炼；步骤S2
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B、RH炉精炼；所述步骤S2
‑
A中，LF炉精炼中白渣操作，控制渣厚为130～150mm，白渣持续时间＞20min，控制钢水[S]含量在0.006～0.008％的范围内，[Als]含量在0.04～0.15％的范围内，出站前软吹氩气，出站前控制钢水中[O]<1.5ppm；所述步骤S2
‑
B中，LF炉精炼出站后，在RH炉内真空循环脱气，控制[Als]含量在0.04～0.15％的范围内，破真空前5min加入稀土铈合金，破真空后，控制钢水中[O]<1.5ppm，然后同时喂钙线和软吹氩气，喂钙线后控制钢水中[Ca]含量在0.002～0.010％的范围内。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2
‑
A中，所述白渣质量百分含量为：CaO：50～65％，SiO2：5～7％，Al2O3：25～30％，Ce2O3：0～10％，MgO：5～8％，FeO+MnO＜0.5％，碱度CaO/SiO2为8～10。4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2
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B中，所述RH炉的真空度为200Pa以内，所述真空循环脱气保持时间＞15min。5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2
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A中，软吹氩气时间5～8min，软吹氩气量为0.005～0.01Nm3/(t
·
min)；所述步骤S2
‑
B中，软吹氩气时间为8～10min，软吹氩气量为0.005～0.008Nm3/(t
·
min)。6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.01～0.05％]时，所述步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.04～0.06％范围内；所述含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为(0.05～0.1％)时，所述步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.06～0.09％范围内；所述含稀土耐蚀钢的Ce+La含量为[0.1～0.2％]时，所述步骤S2中，控制钢水中[Als]在0.09～0.15％范围内。7.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2
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A中，所述白渣质量百分含量为：CaO：50～65％，SiO2：5～7％，Al2O3：25～30％，Ce2O3：0～10％，MgO：5～8％，FeO+MnO＜0.5％，碱度CaO/SiO2为8～10；所述含稀土耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，吴伟，林路，崔怀周，姚同路，曾加庆，梁强，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：