一种含稀土氧化物新型精炼渣及稀土合金化工艺方法技术

技术编号：41384946 阅读：4 留言：0更新日期：2024-05-20 19:06

本发明专利技术涉及冶金技术领域，尤其涉及一种含稀土氧化物新型精炼渣及稀土合金化工艺方法。该含稀土氧化物新型精炼渣的成分按重量百分比，其化学成分包括：CaO：15％‑50％、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;：15％‑40％、Ce<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;：15％‑45％、MgO：5％‑15％、SiO<subgt;2</subgt;：1％‑5％，其余成分为不可避免的杂质。本申请提及的含稀土氧化物的新型精炼渣(CaO‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;‑MgO‑SiO<subgt;2</subgt;‑Ce<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;渣系)，在稀土钢冶炼过程中可以利用渣金界面反应，直接实现稀土合金化，进而简化和降低稀土合金化的工艺和生产成本。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金，尤其涉及一种含稀土氧化物新型精炼渣及稀土合金化工艺方法。

技术介绍

1、因含稀土钢材产品性能的优越性，稀土钢的研发得到广泛关注。围绕稀土元素在钢中的作用机制，国内外进行了大量研究工作，目前认为随着洁净钢冶炼技术的发展，稀土在钢中的作用机制逐渐由净化钢液变为变质夹杂物和微合金化。然而，现行稀土合金化方法存在问题，严重限制着稀土钢的发展。目前，稀土钢冶炼过程中稀土元素主要通过向结晶器内加入稀土合金丝的方式添加，但由于稀土元素性质活泼，其易与熔渣中sio2等氧化性组元造成钢中溶解态稀土含量波动，且生成的夹杂物也难以有效上浮去除，将会恶化钢材质量。研究表明，将稀土合金化工艺提前至精炼期有望改善上述问题；但稀土合金化后，因稀土局部富集导致钢中产生的高熔点稀土夹杂物易堵塞水口，使冶炼难以连续开展。除此之外，部分稀土钢种冶炼时还需进行镁处理，以实现钢中夹杂物的细小、弥散化，抑制团簇状al2o3的形成。然而，因镁元素熔点低、饱和蒸气压较高等特性，现有含镁包芯线在实际冶炼过程中仍存在操作困难和收得率低的问题。因此，改善钢中稀土和镁等元素的添加方式尤为重要。

2、钢中元素的合金化方式分为两种：其一为向钢液中添加合金丝的传统方法；其二为利用钢液中的还原性元素从熔渣中将目标元素还原入钢。对于稀土钢冶炼而言，后者有望使稀土元素较为平缓地进入钢液中，不至因直接添加稀土合金导致稀土元素局部富集产生大量引起水口堵塞的夹杂物。此外，该方法还有避免合金纯度引起的钢液洁净度、简化工艺流程、降低铁合金冶炼能耗和污染等问题的优点。现有技术

3、因此，在现有技术中，由于缺乏含稀土精炼渣的具体成分，对于含稀土精炼渣直接合金化的工艺仍存在技术困难。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提及了一种含稀土氧化物新型精炼渣及稀土合金化工艺方法，明确含稀土氧化物精炼渣具体成分范围，其克服了在现有技术中对含稀土精炼渣直接合金化的工艺仍存在技术困难的问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：

5、本专利技术在第一方面提供了一种含稀土氧化物新型精炼渣，其特征在于，按重量百分比，精炼渣的化学成分包括：cao：15％-50％、al2o3：15％-40％、ce2o3：15％-45％、mgo：5％-15％、sio2：1％-5％，其余成分为不可避免的杂质。

6、本专利技术在第二方面提供了一种稀土合金化工艺方法，采用如上述第一方面的一种含稀土氧化物新型精炼渣，包括：

7、步骤s1：将按重量百分比，化学成分包括：cao：15％-50％、al2o3：15％-40％、ce2o3：15％-45％、mgo：5％-15％、sio2：1％-5％，其余成分为不可避免的杂质的精炼渣，进行烘干、称取，混匀，得到第一物料；

8、步骤s2：将混匀后第一物料预熔，得到第二物料；

9、步骤s3：将预熔后的第二物料进行水淬，得到第三物料；

10、步骤s4：将第三物料烘干后研磨，并检测研磨后的第三物料的玻璃相比例至预设范围，得到稀土精炼渣；

11、步骤s5：将稀土精炼渣加入到钢液面上并保温；

12、步骤s6：保温时间≥30min，实现稀土直接合金化。

13、进一步地，将混匀后的第一物料在温度为1500℃-1600℃的条件下预熔。

14、进一步地，将混匀后的第一物料在温度为还原气氛条件下预熔。

15、进一步地，控制混匀后的第一物料的预熔时间为1h-2h。

16、进一步地，将第三物料烘干后研磨至粒度≤0.074mm。

17、进一步地，稀土精炼渣的玻璃相比例为10％-50％。

18、进一步地，稀土精炼渣加入到钢液面上，保温时间30min-60min，实现稀土直接合金化。

19、(三)有益效果

20、本专利技术的有益效果是：

21、本专利技术提供了一种含稀土氧化物新型精炼渣，该含稀土氧化物新型精炼渣的成分按重量百分比，精炼渣的化学成分包括：cao：15％-50％、al2o3：15％-40％、ce2o3：15％-45％、mgo：5％-15％、sio2：1％-5％，其余成分为不可避免的杂质。本申请提及的含稀土氧化物的新型精炼渣(cao-al2o3-mgo-sio2-ce2o3渣系)，在稀土钢冶炼过程中可以利用渣金界面反应，直接实现稀土合金化，进而简化和降低稀土合金化的工艺和生产成本。

22、另外，本专利技术提供了一种稀土合金化工艺方法，包括：将精炼渣进行烘干、称取，混匀，得到第一物料；将混匀后第一物料预熔，得到第二物料；将预熔后的第二物料进行水淬，得到第三物料；将第三物料烘干后研磨，并检测研磨后的第三物料的玻璃相比例至预设范围，得到稀土精炼渣；在钢液面上加入稀土精炼渣并保温，保温时间≥30min，实现稀土直接合金化。

23、该方法采用含稀土精炼渣替代传统精炼渣，利用渣金界面反应实现向钢液中传递ce的目的。在实现传统精炼渣绝热保温和吸附夹杂等冶金功能的同时，实现稀土元素合金化的目的，本专利技术可以简化稀土的合金化工艺，提高稀土收得率，同时降低稀土钢的生产成本，对实现稀土钢冶金高效生产具有重要的推动作用。

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【技术保护点】

1.一种含稀土氧化物新型精炼渣，其特征在于，按重量百分比，所述精炼渣的化学成分包括：CaO：15％-50％、Al2O3：15％-40％、Ce2O3：15％-45％、MgO：5％-15％、SiO2：1％-5％，其余成分为不可避免的杂质。

2.一种稀土合金化工艺方法，采用如权利要求1所述的一种含稀土氧化物新型精炼渣进行合金化工艺，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的一种稀土合金化工艺方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的一种稀土合金化工艺方法，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的一种稀土合金化工艺方法，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的一种稀土合金化工艺方法，其特征在于，

7.根据权利要求2所述的一种稀土合金化工艺方法，其特征在于，

8.根据权利要求2所述的一种稀土合金化工艺方法，其特征在于，

【技术特征摘要】

1.一种含稀土氧化物新型精炼渣，其特征在于，按重量百分比，所述精炼渣的化学成分包括：cao：15％-50％、al2o3：15％-40％、ce2o3：15％-45％、mgo：5％-15％、sio2：1％-5％，其余成分为不可避免的杂质。

2.一种稀土合金化工艺方法，采用如权利要求1所述的一种含稀土氧化物新型精炼渣进行合金化工艺，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的一种稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘承军，邱吉雨，霍国杰，王野光，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：

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