CN1061802A - 镧基稀土(镁)硅铁合金及其冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
一种以镧基稀土氧化物为主原料,稀土氧化物∶
硅石∶钢屑∶焦炭∶镁=10~85∶90~125∶15~
40∶50~110∶0∶30。在矿热炉中以碳热法一步还
原连续生产镧基稀土(镁)硅铁合金。该合金中含有
5~50%稀土(其中La2O370~70%),0~20%Mg,30
~50%Si,≤4%Mn,≤5%Ca,≤2%Ti,余量Fe。本
发明的合金具有很强的脱氧脱硫能力,是优良的钢铁
处理剂。
Description
本发明涉及铁合金领域,特别涉及钢铁处理剂的稀土中间合金及其冶炼工艺。
我国富有稀土资源,在北方以包头稀土研制成功的稀土硅铁合金广泛用于处理钢铁。“稀土精矿渣电弧炉冶炼稀土中间合金”(申请号:85105958)是这种类稀土中间合金冶炼工艺的代表作。它以包头富铈精矿为原料,以硅铁作还原剂,在电弧炉中冶炼,间歇生产该合金。欧洲专利Ep-4819研究成功一种含镧铁合金,应用该合金作为铸铁处理剂,应用结果:镧比铈在铸件凝固时能更强烈地与放出的气体反应,从而更有效的清除铸件的缺陷(孔洞及层状碳化物等)。从江西寻乌的离子吸附型矿提取的是富镧(镧氧化物含量>70%)混合稀土氧化物,它还具有低钛,低放射性比度等优点。如何利用这一宝贵资源生产出富镧稀土(镁)硅铁合金是一个重要的课题。
本发明的目的在于以富镧稀土氧化物、硅石、钢屑为原料,研制镧基稀土(镁)硅铁合金,并设计出利用碳还原一步法连续冶炼该合金的工艺。
本发明的目的采用如下方案实现:
本发明的镧基稀土(镁)硅铁合金的成份设计为(重量%):
RE(La2O370~90%) Mg Si Mn Ca Ti Fe
5~50 0~20 30~50 ≤4 ≤5 ≤2 余量
冶炼本发明的合金的工艺为:
本发明的冶炼工艺采用碳热法还原冶炼,用焦碳作还原剂,还原二氧化硅形成硅铁,再以硅铁为还原剂,从镧基稀土氧化物中还原制取镧基稀土硅铁合金,两步还原过程均在矿热炉中同时进行,因此可称为一步法连续生产工艺。反应按下式进行:
(2)式的产物再循环到反应(1),如此反应能连续进行,不断由原料还原成稀土硅铁合金。
具体工艺流程如下(本发明均采用重量%):
1、原料准备:
a.稀土氧化物精矿:其中PE2O3≥85%,La/RE≥0.85
其中各种杂质元素要求<0.5%。把富镧稀土氧化物与粘结剂(玻璃和/或糖浆)按1∶0.2~0.5配比制成20~60毫米球,再于200°±50烘干1~3小时或自然干燥,制得球状物。
b.焦炭:C>80%,经破碎,筛分粒度3~10毫米。
c.钢屑:Fe≥98%,经去杂质,加工使长度L≤100毫米。
d.硅石:SiO2≥98%,经破碎,筛洗,粒度达30~60毫米。
2、配料:
把富镧稀土氧化物与硅石,钢屑,焦炭按一定的配比混合均匀,其配料比为(重量比):
稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦碳∶镁=10~85∶90~125∶15~40∶50~110∶0~30
3、冶炼:
把混合均匀的原料连续加入矿热炉中,由三相电极供电,用焦碳与硅石反应,生成的硅(铁),再与稀土氧化物反应生成稀土硅铁合金,反应区的温度保持在1200°~1400℃,反应1~5小时,出炉一次。
4、铸锭:
注意控制铸锭厚度在100毫米范围内,并及时冷却。
5、冲镁与铸锭:
如生产镧基稀土镁硅铁合金,金属镁的粒度控制在10毫米以下,将刚出炉的稀土硅铁冲入盛镁粉罐内,再进行搅拌,浇铸锭厚控制在100毫米以下。
图面说明:
附图为本发明冶炼工艺流程图。
下面结合实施例与附图进一步说明本发明。
实施例1
矿热炉型号:1800KVA,炉膛直径为3100毫米,炉膛深度1400毫米,电极直径500毫米,反应区在三电极之间。
生产典型牌号FeSiRE24,原料配比(重量比)为:
镧基稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭=43∶118∶28∶55。
原料混匀后连续加入矿热炉中,搅拌均匀,于1300℃±50℃反应3小时,出铁,铸锭,精整,入库。
化学分析产品的化学成分如下(重量%):
RE Mg Si Ca Mn Cr P C Ti Fe
25.45 0.11 44.3 1.18 0.24 0.66 0.076 0.38 0.23 余量
实施例2
生产FeSiRE5Mg8,原料配比(重量比)为:
稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭∶镁块=12∶118∶40∶55∶11.5
把前四种原料混合均匀后,连续加入矿热炉经1200℃反应5小时,出铁,冲镁,铸锭,精整,入库。
产品的化学成分为(重量%)
RE Mg Si Mn Ca Ti Fe
5.5 8.6 43.5 1.03 1.97 0.23 余量
实施例3
生产FeSiRE45,原料配比(重量比)为:
稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭=84∶96∶16∶110
原料混合物均匀后,连续加入矿热炉,经1400℃,反应1小时后,出炉,铸锭,精整,入库。
产品的化学成分为(重量%)
RE Mg Si Mn Ca Ti Fe
46.52 0.1 34.23 1.53 1.82 0.24 余量
本发明的产品经使用证明,作为钢铁处理剂,具有优良的脱氧,脱硫作用可以作为各种铸铁的孕育剂,作为球墨铸铁的球化剂,作为蠕墨铸铁的蠕化剂,还可以作为各种钢的处理剂,以净化钢中氧,硫杂质,改变夹杂物的形态,从而提高钢的性能,特别是冲击韧性,各向异性等等。
本发明的一步碳热还原法冶炼工艺与传统的用硅铁还原法相比,具有工艺流程短,节省热量,可以连续生产等诸多优点。
Claims (4)
1、一种镧基稀土(镁)硅铁合金,其组分为(重量%):
RE(La2O370~90%) Mg Si Mn Ca Ti Fe,
5~50 0~20 30~50 ≤4 ≤5 ≤2 余量。
2、一种根据权利要求1的镧基稀土(镁)硅铁合金的冶炼工艺,其特征在于:以镧基稀土氧化物,焦炭,钢屑,硅石,镁为原料,其中稀土氧化物∶硅石∶钢屑∶焦炭∶镁=10~85∶90~125∶15~40∶50~110∶0∶30,原料均匀混合后连续加入矿热炉中,反应区温度为1200°~1400℃,反应1~5小时后出炉一次,经铸锭,精整,得到产品。
3、根据权利要求2所述的冶炼工艺,其特征在于富镧稀土氧化物原料中RE2O3≥85重量%,其中La/RE≥0.85,各种杂质元素<0.5%,富镧稀土氧化物与粘结剂按1∶0.2~0.5配比制成20~60毫米球,再于200°±50℃烘干1~3小时,或自然干燥制得球状物。
4、根据权利要求2或3的所述的工艺,其特征在于所述粘结剂是水玻璃和/或糖浆。
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CN 91111334 CN1061802A (zh) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 镧基稀土(镁)硅铁合金及其冶炼工艺 |
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- 1991-12-03 CN CN 91111334 patent/CN1061802A/zh active Pending
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