[发明专利]铸钢熔炼过程中加入稀土元素铈的方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种铸钢熔炼过程中加入稀土元素铈的方法，冶炼流程为EAF炉+LF炉+浇注，具体步骤包括：EAF炉熔炼过程控制、LF炉熔炼过程控制、浇注过程控制，其中在LF炉熔炼过程控制中，若温度值为1575℃～1600℃、氧活性小于5ppm，开始加入铈铁合金，分批次加入，每批次铈铁合金的加入量为10kg～15kg，铈铁合金的加入量控制在2～3kg/t钢；加入铈铁合金完毕后，出钢浇注。本发明提供的铸钢熔炼过程中加入稀土元素铈的方法，保证铈铁的回收率以及能充分对钢中的夹杂物进行变性，使铈元素的回收率可达到60％左右，且铸钢件的低温冲击韧性显著提高，即提高了铸钢件的力学性能。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种铸钢熔炼过程中加入稀土元素铈的方法。

背景技术

钢中的非金属夹杂物主要分为三类：硫化物、氧化物、氮化物，硫化物夹杂主要是指硫化锰、硫化铁夹杂，这类夹杂物熔炼低，极易溶于钢中，而且呈长条状，炼钢过程中很难去除掉，是铸钢件中非金属夹杂物的主要来源，而且硫化物类夹杂极易溶解到钢中，会降低铸钢件的耐蚀性特别是降低耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能，同时钢中硫化物会降低铸钢件的塑性、韧性和抗疲劳性能。稀土元素加入钢液中生成球状稀土硫化物或硫氧化物，取代容易形成的长条状硫化锰夹杂，是硫化物形态得到控制，提高钢的热塑性，特别是横向冲击韧性。但是稀土加入不当，会形成稀土氧化物，这种氧化物在钢中极难上浮，会增加钢中的夹杂，甚至会产生脆性的稀土与铁的金属间化合物，降低铸钢件的性能。

发明内容

针对上述技术问题，有必要提出一种铸钢熔炼过程中加入稀土元素铈的方法。

一种铸钢熔炼过程中加入稀土元素铈的方法，冶炼流程为EAF炉+LF炉+浇注，具体包括以下步骤：

EAF炉熔炼过程控制：在EAF中加入废铁和返回料，所述废铁和返回料的重量比为5:5；且加入钢水总量的1％～1.5％的增碳剂进行熔化，待温度达到1530℃后取熔清样分析化学成分，若化学成分满足标准要求，则继续升温至1590℃～1620℃后进行吹氧脱碳；吹氧结束后，加入3～5kg/t钢的铝铁合金和1～2kg/t钢的铝粒进行还原，待钢液温度达到1640℃～1660℃后出钢至LF炉；

LF炉熔炼过程控制：钢液到达LF炉后，调整钢渣，还原钢液，保持3～5min后，测量钢液的氧活性，氧活性小于5ppm后，且钢液升温至1590℃～1610℃进行脱硫，硫的含量小于0.08％后取样测量各元素的含量，根据测量结果加入合金调整化学成分至满足标准要求；测量温度和氧活性，若温度值为1575℃～1600℃、氧活性小于5ppm，开始加入铈铁合金，分批次加入，每批次铈铁合金的加入量为10kg～15kg，铈铁合金的加入量控制在2～3kg/t钢；加入铈铁合金完毕后，出钢浇注。

浇注过程控制：浇注时滑动水口距离浇口杯的距离小于150mm。

进一步地，在上述“EAF炉熔炼过程控制”步骤中，吹氧脱碳的过程中将炉门往下倾斜10°～15°；

进一步地，在上述“LF炉熔炼过程控制”步骤中，调整钢渣的过程中，在钢液中加入钢水总量的1％～1.5％的活性石灰和30kg～50kg的萤石。

进一步地，在上述“LF炉熔炼过程控制”步骤中，还原钢液的过程中，在钢液中加入1～1.5kg/t钢的铝粒和2～3kg/t钢的铝钙合金球。

进一步地，在上述“LF炉熔炼过程控制”步骤中，加入铈铁合金前，在钢液中加入1kg/t钢的萤石，且将氩气压力调整为0.2Mpa～0.3Mpa。

进一步地，在上述“LF炉熔炼过程控制”步骤中，加入铈铁合金完毕后，首先将氩气压力调整为0.05Mpa～0.1Mpa，保持10min～15min，待温度达到1580℃～1590℃，然后出钢浇注。

进一步地，在上述“浇注过程控制”步骤中，LF炉出钢至浇注完成的时间控制在20min以内。