稀土元素在熔炼钢中的应用

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1.稀土处理的意义

     稀土元素（RE）包括17个元素，其性质都很类似，熔点低密度大，与氧硫氮等元素有很好的亲和力。稀土是非常有用的材料，对钢的性能有着极其微妙的作用，稀土处理之后的钢种其性能非常优良，因此稀土处理现已成为提高钢种各项性能，改善内部结构的有效方法，所以我们应很好的使用它。
  
2.稀土在钢中的作用

　　稀土处理可以脱氧，脱硫，微合金化也能改变稀土夹杂物的变形能力。尤其是在一定程度上对脆性的Al2O3起变性作用，可改善大部分钢种的疲劳性能。

　　稀土元素像Ca、Ti、Zr、Mg、Be一样，它是硫化物最有效的变形剂。在钢中加入适量的RE能使氧化物和硫化物夹杂物变成细小分散的球状夹杂物从而消除MnS等夹杂的危害性。在生产实践中，硫在钢中以FeS、MnS形式存在，当钢中Mn高时，MnS的形成倾向就高。虽然其熔点较高能避免热脆的产生，但MnS在加工变形时能沿着加工方向延伸成带状，钢的塑性，韧性，及疲劳强度显著降低，因此钢中加入RE进行变形处理比较必须的。

　　稀土在钢中的作用主要有净化，变质和合金化。随着氧硫含量逐渐控制，传统的净化钢水和变质作用日益减弱，代之而起的更完善的洁净化技术和合金化作用。

3.稀土处理的原理

　　稀土加入后会产生如下反应：

　　2〔RE〕+3〔O〕=RE2O3

　　2〔RE〕+3〔S〕=RE2O3

　　2〔RE〕+2〔O〕+〔S〕=RE2O2S

　　由此可见稀土元素是很强的脱氧剂，也是很强的脱硫剂。

4.稀土加入有效方法

　　稀土加入方法有许多，目前主要有两种，散料加入和喂丝法。

　　稀土按一定速度喂入钢包，稀土线穿过覆盖层进入钢包与钢中的氧，硫发生反应，生成稀土氧化物和稀土硫化物，从而控制夹杂物形态，同时有部分稀土还可起到微合金化的作用。比较起来喂线法稀土的利用率较好，效果更好。其收得率最高可达95% 以上。因此在钢包中喂入稀土丝，对钢液特别是对低硫钢进行硫化物形态控制是特别有效的方法

钢包喂线需满足的条件：

　　（1）钢液脱氧充分。

       （2）使用碱性包。

       （3）氩气搅拌。

　　（4）使用稀土钢专业覆盖剂。

5. 试验数据

         包钢精炼炉稀土加入方式及回收率对比见附表。

       稀土元素在熔炼钢中的应用
　　由上表可见，稀土喂丝处理要远优于块状加入。
　
6.结语

　　众所周知，传统的稀土处理比较粗犷，并由于其加入到渣中，大部分稀土在渣中无谓地烧损，参与了渣的反应，只有少数稀土真正地起到作用，所以其回收率非常低。因此，取而代之的喂丝操作极大地改善和促进了稀土在钢中的作用，能把稀土深度送入铸造钢液使其完全熔入钢中进行反应，方法十分有效。回收率相应的也高，是值得积极推广的一种方法。

老翻砂匠

稀土在铸铁中的作用也不可小觑！