CN115896394A - 一种稀土铁合金包芯线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稀土铁合金包芯线，包括：芯部和保护层；芯部为稀土铁合金，稀土铁合金中铁的质量百分比为10‑85wt.％，稀土的质量百分比为15‑90wt.％；保护层为低氧纯铁、低碳钢、超低碳钢中的一种。以稀土铁合金粉料为芯部，低氧纯铁、低碳钢、超低碳钢中的一种为外层制备出稀土铁合金包芯线，将稀土金属和铁预先熔配在一起，有效防止稀土氧化，减少稀土氧化物引入，提高了材料的熔点和密度，在使用过程中可以有效防止稀土金属及其夹杂物上浮与保护渣反应，影响保护渣性质，进而提高钢材成品中稀土收得率，稀土合金粉料的使用使得稀土在钢材中分布更均匀。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种稀土铁合金包芯线及其制备方法。
背景技术
在钢铁冶金领域，稀土可以起到脱氧脱硫、改善夹杂物形态和微合金化等作用，因此被广泛地应用于生产优质钢材。但是由于稀土性质较为活泼，所以最终钢材稀土收得率低的问题一直困扰着工业界。
韩云龙等人采用包内压入法代替投入法向钢中添加稀土，使得稀土的收得率由7.0％提高到22.1％。夏茂森等人采用在钢包喂稀土合金丝的方法，控制吹氩搅拌强度和喂速等工艺参数，通过长导管向钢液中添加稀土，使得稀土收得率达到36.0％，向钢包中添加稀土的方法操作简单，但是稀土收得率低普遍低于30％。张雪松等人采用中间包喂稀土丝的方法，生产出的板坯中稀土收得率在30％左右，稀土丝喂入中间包时，会与覆盖剂反应，影响覆盖剂性能；另外，稀土会与浸入式长水口耐材发生反应，造成水口结瘤堵塞问题。姚永宽等人对比了中间包喂丝和结晶器喂稀土丝两种方法，发现结晶器喂丝法制备出的铸坯的稀土收得率远大于中间包喂丝法制备的铸坯；研究表明：结晶器喂丝法是提升钢中稀土收得率最实用的方法。赵成林等人通过调整结晶器喂入稀土丝的加入量、喂丝速度和喂丝位置，达到了进一步提高稀土收得率的目的，且不会造成水口结瘤，其稀土收得率在90％以上。
结晶器喂丝法是提升钢中稀土收得率最实用、最成熟的方法，但是结晶器喂丝法也存在一些问题：(1)纯稀土熔点低、密度低，在稀土进入结晶器后，稀土及其生成的夹杂物易上浮，影响保护渣理化性质，造成铸坯表面质量变差，导致稀土收得率降低；(2)稀土金属易氧化，在稀土金属丝制备、包装、存放、运输过程中，稀土金属与氧气接触使得稀土金属外层存在100μm厚的氧化层；这些稀土氧化物熔点较高，随稀土丝加入到结晶器中后会严重破坏保护渣的作用，另外也会增加钢材的含氧量；(3)稀土以丝状形式喂入结晶器，不能及时均匀化，影响稀土在钢材中的均匀分布程度。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种稀土铁合金包芯线及其制备方法，通过上述稀土铁合金包芯线可以有效防止稀土金属的氧化，相比纯稀土，稀土铁合金熔点和密度较高，解决了稀土进入结晶器后稀土及其夹杂物易上浮影响保护渣理化性质的问题，有效提高了钢材成品的稀土收得率及分布均匀性；此外，无需添加其他(如钙、硅、铝等)元素，不会引入新的杂质，易于工业推广应用。
为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种稀土铁合金包芯线，包括：芯部和保护层；
所述芯部为稀土铁合金，所述稀土铁合金中铁的质量百分比为10-85wt.％，稀土的质量百分比为15-90wt.％；
所述保护层为低氧纯铁、低碳钢、超低碳钢中的一种。
进一步地，所述稀土铁合金中铁的质量百分比为50-70wt.％，所述稀土的质量百分比为30-50wt.％。
进一步地，所述保护层为低氧纯铁。
进一步地，所述铁的化学成分按质量百分比包括：C 0.0008-0.02％、Si 0.01-0.37％、Mn 0.02-0.65％、P 0.003-0.035％、S 0.003-0.035％、Cr 0.01-0.10％、Ni 0.01-0.30％、Cu 0.01-0.25％、Al≤0.05％和余量的Fe。
进一步地，所述芯部的截面直径为Φ3.0-12.0mm，所述保护层的厚度为0.3-0.8mm；
优选的，所述芯部的截面直径为Φ5.0-10.0mm，所述保护层的厚度为0.4-0.6mm。
进一步地，所述稀土为镧、铈、镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镥、钪和钇中的至少一种；
优选的，所述稀土为镧、铈和钇中的至少一种。
上述稀土铁合金包芯线的芯部，铁的引入有效的改善了芯部熔点、密度和易氧化的性质；其次，在惰性气氛下对稀土铁合金进行破碎制粉可以有效防止稀土氧化，且制备工艺较稀土丝简单，以粉料的形式进入钢液有利于稀土的均匀分布，；此外，外层包覆的一层保护层可以进一步防止稀土氧化，防止稀土在进入钢液时与结晶器保护渣反应。
相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种稀土铁合金包芯线制备方法，包括如下步骤：
步骤1：制备稀土铁合金，将预设质量比例的稀土金属和纯铁放入炉体内的坩埚中，关闭炉盖并进行抽真空操作，当炉内真空度下降到第一预设真空度数值时，向炉内充入惰性保护气体至炉内真空度到第二预设真空度数值，调节加热功率逐级加热，当熔液温度达到第一预设温度时，保温第一预设时长，而后进行浇铸，当炉内温度下降到室温时，取出所述稀土铁合金；
步骤2：制备稀土铁合金粉料，将所述稀土铁合金在所述惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉氧化层，打磨厚度为第一预设长度，然后使用破碎设备对稀土铁合金进行破碎，破碎后使用振动筛筛分稀土铁合金粉料，将细度不大于第二预设长度的稀土铁合金粉料封装；
步骤3：制备稀土铁合金包芯线，通过包丝机在所述惰性保护气体下使用所述稀土铁合金粉料制备所述稀土铁合金包芯线。
进一步地，所述第一预设真空度数值为0.1-1.0Pa；
所述第二预设真空度数值为20-40kPa。
进一步地，所述第一预设温度为1550-1700℃；
所述第一预设时长为10-20min。
进一步地，所述第一预设长度为30-80μm；
所述第二预设长度小于或等于0.25mm。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
1)、包芯线芯部的稀土铁合金相对稀土具有更高的密度和熔点，以稀土铁合金的形式添加稀土能有效避免稀土进入钢液后快速熔化与上浮和稀土夹杂物在距离保护渣较近位置的生成与上浮，这可以有效避免保护渣理化性质的破坏。
2)、稀土铁合金以粉料的形式进入钢液，可以使得稀土元素在钢材中分布更均匀。
3)、包芯线外层的设置不但可以起到保护芯部防止稀土氧化的作用，而且其熔点较高，能在包芯线进入钢液时减缓芯部的熔化。
4)、在惰性气氛下进行稀土铁合金的制备、破碎制粉以及包芯线的制备，可以有效地防止稀土氧化，减少使用时钢液中稀土氧化物的引入量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的稀土铁合金包芯线制备方法流程图。
图2是本发明实施例铸坯横断面取样点分布示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明实施例的第一方面提供了一种稀土铁合金包芯线，包括：芯部和保护层；芯部为稀土铁合金，稀土铁合金中铁的质量百分比为10-85wt.％，稀土的质量百分比为15-90wt.％；保护层为低氧纯铁、低碳钢、超低碳钢中的一种。
优选的，稀土铁合金中铁的质量百分比为50-70wt.％，稀土的质量百分比为30-50wt.％。
优选的，保护层为低氧纯铁。
具体的，铁的化学成分按质量百分比包括：C 0.0008-0.02％、Si 0.01-0.37％、Mn0.02-0.65％、P 0.003-0.035％、S 0.003-0.035％、Cr 0.01-0.10％、Ni 0.01-0.30％、Cu0.01-0.25％、Al≤0.05％和余量的Fe。
优选的，芯部的截面直径为Φ3.0-12.0mm，保护层的厚度为0.3-0.8mm；更优选的，芯部的截面直径为Φ5.0-10.0mm，保护层的厚度为0.4-0.6mm。
具体的，稀土为镧、铈、镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镥、钪和钇中的至少一种；优选的，稀土为镧、铈和钇中的至少一种。
上述稀土铁合金包芯线以稀土铁合金粉料为芯部，低氧纯铁、低碳钢、超低碳钢中的一种为外层的稀土铁合金包芯线。在芯部，金属铁的引入有效提高了芯部稀土熔点、密度和抗氧化能力。其次，选用稀土铁合金粉料能有效解决稀土在钢材中分布均匀性的问题，且制备工艺较稀土丝简单。另外，外层包覆的一层保护层，可以进一步防止稀土氧化，防止稀土在进入钢液时与结晶器保护渣反应。
相应地，请参照图1，本发明实施例的第二方面提供了一种稀土铁合金包芯线制备方法，包括如下步骤：
步骤1：制备稀土铁合金，将预设质量比例的稀土金属和纯铁放入炉体内的坩埚中，关闭炉盖并进行抽真空操作，当炉内真空度下降到第一预设真空度数值时，向炉内充入惰性保护气体至炉内真空度到第二预设真空度数值，调节加热功率逐级加热，当熔液温度达到第一预设温度时，保温第一预设时长，而后进行浇铸，当炉内温度下降到室温时，取出稀土铁合金；
步骤2：制备稀土铁合金粉料，将稀土铁合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉氧化层，打磨厚度为第一预设长度，然后使用破碎设备对稀土铁合金进行破碎，破碎后使用振动筛筛分稀土铁合金粉料，将细度不大于第二预设长度的稀土铁合金粉料封装；
步骤3：制备稀土铁合金包芯线，通过包丝机在惰性保护气体下使用稀土铁合金粉料制备稀土铁合金包芯线。
可选的，第一预设真空度数值为0.1-1.0Pa；第二预设真空度数值为20-40kPa。
可选的，第一预设温度为1550-1700℃；第一预设时长为10-20min。
可选的，第一预设长度为30-80μm；第二预设长度小于或等于0.25mm。
下面，以若干个实施例来具体描述稀土铁合金包芯线的制备过程：
实施例1
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机分别将本实施例Ce-Fe合金包芯线和芯部为纯稀土Ce丝的Ce包芯线以相同的喂丝位置和喂丝速度喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。在铸坯横断面厚度方向的二分之一处，沿宽度方向均匀取五个点，取样进行稀土含量分析。取样点的具体位置如图2所示，测试结果如表1所示。
Ce-Fe合金包芯线的平均稀土收得率为97.5％，Ce包芯线的平均稀土收得率为67.3％。Ce-Fe合金包芯线的稀土收得率相比Ce包芯线提高了30.2％，这证明Ce-Fe合金包芯线的使用可以显著提高了钢材的稀土收得率。另外，在使用Ce-Fe合金包芯线时，五个取样点的稀土含量在3ppm内波动，分布均匀。当使用稀土包芯线时，五个取样点的稀土分布不均匀，最大差距为24ppm。这也证明稀土铁合金以粉料的形式进入钢液，可以使得稀土元素在钢材中分布更均匀。
表1钢中稀土含量检测结果
实施例2
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 10wt.％，Ce 90wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低碳钢，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将15kg纯铁和135kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为94.5％，五个取样点的稀土含量在5ppm内波动，分布均匀。
实施例3
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 50wt.％，Ce 50wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为超低碳钢，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将75kg纯铁和75kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为96.6％，五个取样点的稀土含量在4ppm内波动，分布均匀。
实施例4
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 70wt.％，Ce 30wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将105kg纯铁和45kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为95.4％，五个取样点的稀土含量在4ppm内波动，分布均匀。
实施例5
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 85wt.％，Ce 15wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将127.5kg纯铁和22.5kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为94.2％，五个取样点的稀土含量在6ppm内波动，分布均匀。
实施例6
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，La 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg La和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.1Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为20kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1550℃时，保温10min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出La-Fe合金；
(2)将如(1)所述的La-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉70μm，然后对La-Fe合金进行破碎制粉。La-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的La-Fe合金粉料进行La-Fe合金包芯线的制备。最终，得到La-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机分别将本实施例La-Fe合金包芯线和芯部为纯稀土La丝的La包芯线以相同的喂丝位置和喂丝速度喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法和取样点，测试结果如表2所示。
La-Fe合金包芯线的平均稀土收得率为93％，La包芯线的平均稀土收得率为69％。La-Fe合金包芯线的稀土收得率相比La包芯线提高了24％，这证明La-Fe合金包芯线的使用可以显著提高了钢材的稀土收得率。另外，在使用La-Fe合金包芯线时，五个取样点的稀土含量在5ppm内波动，分布均匀。当使用稀土包芯线时，五个取样点的稀土分布不均匀，最大差距为35ppm。这也证明稀土铁合金以粉料的形式进入钢液，可以使得稀土元素在钢材中分布更均匀。
表2钢中稀土含量检测结果
实施例7
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Y 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Y和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到1Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为40kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1650℃时，保温20min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Y-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Y-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉50μm，然后对Y-Fe合金进行破碎制粉。Y-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Y-Fe合金粉料进行Y-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Y-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机分别将本实施例Y-Fe合金包芯线和芯部为纯稀土Y丝的Y包芯线以相同的喂丝位置和喂丝速度喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法和取样点，测试结果如表3所示。
Y-Fe合金包芯线的平均稀土收得率为94.5％，Y包芯线的平均稀土收得率为66.9％。Y-Fe合金包芯线的稀土收得率相比Y包芯线提高了27.6％，这证明Y-Fe合金包芯线的使用可以显著提高了钢材的稀土收得率。另外，在使用Y-Fe合金包芯线时，五个取样点的稀土含量在5ppm内波动，分布均匀。当使用稀土包芯线时，五个取样点的稀土分布不均匀，最大差距为21ppm。这也证明稀土铁合金以粉料的形式进入钢液，可以使得稀土元素在钢材中分布更均匀。
表3钢中稀土含量检测结果
实施例8
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Nd 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Nd和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.25Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为25kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1570℃时，保温13min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Nd-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Nd-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉40μm，然后对Nd-Fe合金进行破碎制粉。Nd-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Nd-Fe合金粉料进行Nd-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Nd-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机分别将本实施例Nd-Fe合金包芯线和芯部为纯稀土Nd丝的Nd包芯线以相同的喂丝位置和喂丝速度喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法和取样点，测试结果如表4所示。
Nd-Fe合金包芯线的平均稀土收得率为92.8％，Nd包芯线的平均稀土收得率为70.7％。Nd-Fe合金包芯线的稀土收得率相比Nd包芯线提高了22.1％，这证明Nd-Fe合金包芯线的使用可以显著提高了钢材的稀土收得率。另外，在使用Nd-Fe合金包芯线时，五个取样点的稀土含量在6ppm内波动，分布均匀。当使用稀土包芯线时，五个取样点的稀土分布不均匀，最大差距为23ppm。这也证明稀土铁合金以粉料的形式进入钢液，可以使得稀土元素在钢材中分布更均匀。
表4钢中稀土含量检测结果
实施例9
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Pr 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Pr和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.75Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为35kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1700℃时，保温16min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Pr-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Pr-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉30μm，然后对Pr-Fe合金进行破碎制粉。Pr-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Pr-Fe合金粉料进行Pr-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Pr-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机分别将本实施例Pr-Fe合金包芯线和芯部为纯稀土Pr丝的Pr包芯线以相同的喂丝位置和喂丝速度喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法和取样点，测试结果如表5所示。
Pr-Fe合金包芯线的平均稀土收得率为93.1％，Pr包芯线的平均稀土收得率为72.7％。Pr-Fe合金包芯线的稀土收得率相比Pr包芯线提高了20.4％，这证明Pr-Fe合金包芯线的使用可以显著提高了钢材的稀土收得率。另外，在使用Pr-Fe合金包芯线时，五个取样点的稀土含量在8ppm内波动，分布均匀。当使用稀土包芯线时，五个取样点的稀土分布不均匀，最大差距为29ppm。这也证明稀土铁合金以粉料的形式进入钢液，可以使得稀土元素在钢材中分布更均匀。
表5钢中稀土含量检测结果
实施例10
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.3mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.3mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为95.2％，五个取样点的稀土含量在7ppm内波动，分布均匀。
实施例11
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.4mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.4mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为96.6％，五个取样点的稀土含量在3ppm内波动，分布均匀。
实施例12
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.6mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.6mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为96.8％，五个取样点的稀土含量在3ppm内波动，分布均匀。
实施例13
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ8.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.8mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ8.0mm；外层保护层的厚度为0.8mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为94.6％，五个取样点的稀土含量在8ppm内波动，分布均匀。
实施例14
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ3.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ3.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为94.8％，五个取样点的稀土含量在6ppm内波动，分布均匀。
实施例15
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ5.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ5.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为96.9％，五个取样点的稀土含量在4ppm内波动，分布均匀。
实施例16
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ10.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ10.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为96.4％，五个取样点的稀土含量在5ppm内波动，分布均匀。
实施例17
稀土铁合金包芯线由芯部的稀土铁合金粉料和外层的保护层组层；其中芯部稀土铁合金粉料的成分为：Fe 60wt.％，Ce 40wt.％，稀土铁合金粉料的细度为0.08-0.25mm，稀土铁合金包芯线芯部直径为Φ12.0mm；外层保护层为低氧纯铁，其厚度为0.5mm；
稀土铁合金包芯线的制备方法如下步骤：
(1)将90kg纯铁和60kg Ce和放入熔炼炉内的坩埚中，关闭炉盖，使用机械泵和罗茨泵进行抽真空操作。当炉内真空度下降到0.5Pa时，向炉内充入氩气至炉内真空度为30kPa。然后，调节加热功率，逐级加热。当熔液温度达到1600℃时，保温15min，而后进行浇铸。当炉内温度下降到室温时，取出Ce-Fe合金；
(2)将如(1)所述的Ce-Fe合金在惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉80μm，然后对Ce-Fe合金进行破碎制粉。Ce-Fe合金粉料细度为0.08-0.25mm；
(3)使用包丝机在惰性保护气体保护下使用(2)所述的Ce-Fe合金粉料进行Ce-Fe合金包芯线的制备。最终，得到Ce-Fe合金包芯线芯部的截面直径为Φ12.0mm；外层保护层的厚度为0.5mm。
使用喂丝机将本实施例Ce-Fe合金包芯线喂入结晶器中，最终达到得到稀土钢连铸坯。采用同实施例1测试方法，测得本实施例Ce-Fe合金包芯线的稀土平均收得率为95.1％，五个取样点的稀土含量在9ppm内波动，分布均匀。
上述制备过程和作用原理为：将稀土和铁预先按一定比例熔配在一起形成稀土铁合金，然后在惰性气氛下破碎制粉。最后，以稀土铁合金粉料为芯部，外包保护层制备出稀土铁合金包芯线。由于稀土的熔点较低，纯稀土进入结晶器后会快速熔化。一部分稀土会因为密度等原因上浮与保护渣反应。另外，由于稀土进入钢液后熔化较快，在距离保护渣较近位置会生成稀土夹杂物，这些夹杂物也易上浮，进而影响保护渣理化性质。稀土铁合金相对稀土具有更高的密度和熔点，以稀土铁合金的形式添加稀土能有效避免稀土进入钢液后快速熔化与上浮和稀土夹杂物在距离保护渣较近位置的生成与上浮，这可以有效避免保护渣理化性质的破坏。在惰性气氛下进行稀土铁合金的制备、破碎制粉以及包芯线的制备，可以有效地防止稀土氧化，减少稀土氧化物的引入量。其次，稀土铁合金以粉料的形式进入钢液，可以使得稀土元素在钢材中分布更均匀。另外，外层保护层为低氧纯铁或低碳钢或超低碳钢，其不但可以起到保护芯部防止稀土氧化的作用，而且其熔点较高，能在包芯线进入钢液时减缓芯部的熔化。
综上所述，针对钢铁冶炼过程中在结晶器喂稀土丝以提高钢材性能存在的诸多问题。本发明将熔点和密度高的铁引入包芯线芯料，将稀土金属和铁预先熔配，破碎制粉，最后与外层保护层制成稀土铁合金包芯线。本专利从熔点、密度、抗氧化能力和分散性四方面入手，解决了纯稀土丝喂入结晶器时，稀土及其生成的夹杂物易上浮影响保护渣理化性质，造成稀土收得率低以及稀土分布均匀的问题，开发出一种稀土铁合包芯线及其制备方法。
本发明实施例旨在保护一种稀土铁合金包芯线，包括：芯部和保护层；芯部为稀土铁合金，稀土铁合金中铁的质量百分比为10-85wt.％，稀土的质量百分比为15-90wt.％；保护层为低氧纯铁、低碳钢、超低碳钢中的一种。上述技术方案具备如下效果：
以稀土铁合金粉料为芯部，低氧纯铁、低碳钢、超低碳钢中的一种为外层制备出稀土铁合金包芯线，将稀土金属和铁预先熔配在一起，有效防止稀土氧化，减少稀土氧化物引入，提高了材料的熔点和密度，在使用过程中可以有效防止稀土金属及其夹杂物上浮与保护渣反应，影响保护渣性质，进而提高钢材成品中稀土收得率和稀土在钢材分布的均匀性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种稀土铁合金包芯线，其特征在于，包括：芯部和保护层；
所述芯部为稀土铁合金，所述稀土铁合金中铁的质量百分比为10-85wt.％，稀土的质量百分比为15-90wt.％；
所述保护层为低氧纯铁、低碳钢和超低碳钢中的一种。
2.根据权利要求1所述的稀土铁合金包芯线，其特征在于，
所述稀土铁合金中铁的质量百分比为50-70wt.％，所述稀土的质量百分比为30-50wt.％。
3.根据权利要求1所述的稀土铁合金包芯线，其特征在于，
所述保护层为低氧纯铁。
4.根据权利要求1所述的稀土铁合金包芯线，其特征在于，
所述铁的化学成分按质量百分比包括：C 0.0008-0.02％、Si 0.01-0.37％、Mn 0.02-0.65％、P 0.003-0.035％、S 0.003-0.035％、Cr 0.01-0.10％、Ni 0.01-0.30％、Cu 0.01-0.25％、Al≤0.05％和余量的Fe。
5.根据权利要求1所述的稀土铁合金包芯线，其特征在于，
所述芯部的截面直径为Φ3.0-12.0mm，所述保护层的厚度为0.3-0.8mm；
优选的，所述芯部的截面直径为Φ5.0-10.0mm，所述保护层的厚度为0.4-0.6mm。
6.根据权利要求1-5任一所述的稀土铁合金包芯线，其特征在于，
所述稀土为镧、铈、镨、钕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镥、钪和钇中的至少一种；
优选的，所述稀土为镧、铈和钇中的至少一种。
7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的稀土铁合金包芯线制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：制备稀土铁合金，将预设质量比例的稀土金属和铁放入炉体内的坩埚中，关闭炉盖并进行抽真空操作，当炉内真空度下降到第一预设真空度数值时，向炉内充入惰性保护气体至炉内真空度到第二预设真空度数值，调节加热功率逐级加热，当熔液温度达到第一预设温度时，保温第一预设时长，而后进行浇铸，当炉内温度下降到室温时，取出所述稀土铁合金；
步骤2：制备稀土铁合金粉料，将所述稀土铁合金在所述惰性保护气体的保护下，使用抛光机打磨掉氧化层，打磨厚度为第一预设长度，然后使用破碎设备对稀土铁合金进行破碎，破碎后使用振动筛筛分稀土铁合金粉料，将细度不大于第二预设长度的稀土铁合金粉料封装；
步骤3：制备稀土铁合金包芯线，通过包丝机在所述惰性保护气体下使用所述稀土铁合金粉料制备所述稀土铁合金包芯线。
8.根据权利要求7所述的稀土铁合金包芯线制备方法，其特征在于，
所述第一预设真空度数值为0.1-1.0Pa；
所述第二预设真空度数值为20-40kPa。
9.根据权利要求7所述的稀土铁合金包芯线制备方法，其特征在于，
所述第一预设温度为1550-1700℃；
所述第一预设时长为10-20min。
10.根据权利要求7所述的稀土铁合金包芯线制备方法，其特征在于，
所述第一预设长度为30-80μm；
所述第二预设长度小于或等于0.25mm。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116516106A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-01 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种含稀土的添加剂 |
| CN117415323A (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-19 | 包头稀土研究院 | 稀土铁合金粉末及其制备方法和用途 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102373360A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-03-14 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 钢中稀土加入用Fe-La中间合金及其制造方法 |
| CN106756446A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-31 | 包头稀土研究院 | 低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法 |
| WO2018018389A1 (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | 顾湘 | 一种高强度微合金化稀土铸钢 |
| CN111962102A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-20 | 江西省钨与稀土产品质量监督检验中心（江西省钨与稀土研究院） | 一种低氧高纯稀土合金的制备方法 |
| WO2021046937A1 (zh) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 中国科学院金属研究所 | 一种稀土微合金化钢及控制方法 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102373360A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-03-14 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 钢中稀土加入用Fe-La中间合金及其制造方法 |
| WO2018018389A1 (zh) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | 顾湘 | 一种高强度微合金化稀土铸钢 |
| CN106756446A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-31 | 包头稀土研究院 | 低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法 |
| WO2021046937A1 (zh) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 中国科学院金属研究所 | 一种稀土微合金化钢及控制方法 |
| CN111962102A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-20 | 江西省钨与稀土产品质量监督检验中心（江西省钨与稀土研究院） | 一种低氧高纯稀土合金的制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116516106A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-01 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种含稀土的添加剂 |
| CN117415323A (zh) * | 2023-10-20 | 2024-01-19 | 包头稀土研究院 | 稀土铁合金粉末及其制备方法和用途 |
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