CN113430579B - 镧铁合金的制备方法 - Google Patents

镧铁合金的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113430579B
CN113430579B CN202110377144.9A CN202110377144A CN113430579B CN 113430579 B CN113430579 B CN 113430579B CN 202110377144 A CN202110377144 A CN 202110377144A CN 113430579 B CN113430579 B CN 113430579B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lanthanum
iron
alloy
cathode
graphite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110377144.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113430579A (zh
Inventor
刘玉宝
赵二雄
张志宏
陈国华
高日增
吕卫东
于雅樵
于兵
陈宇昕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baotou Rare Earth Research Institute
Ruike Rare Earth Metallurgy and Functional Materials National Engineering Research Center Co Ltd
Original Assignee
Baotou Rare Earth Research Institute
Ruike Rare Earth Metallurgy and Functional Materials National Engineering Research Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baotou Rare Earth Research Institute, Ruike Rare Earth Metallurgy and Functional Materials National Engineering Research Center Co Ltd filed Critical Baotou Rare Earth Research Institute
Priority to CN202110377144.9A priority Critical patent/CN113430579B/zh
Publication of CN113430579A publication Critical patent/CN113430579A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113430579B publication Critical patent/CN113430579B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/36—Alloys obtained by cathodic reduction of all their ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C35/00—Master alloys for iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C35/00—Master alloys for iron or steel
    • C22C35/005—Master alloys for iron or steel based on iron, e.g. ferro-alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种镧铁合金的制备方法，包括：以石墨做电解槽，石墨板作为阳极，铁棒作为自耗阴极，阴极下方有盛装合金的接收器；在电解镧铁中间合金的设备中，在氟化镧和氟化锂的氟化物熔盐电解质体系下，以氧化镧为电解原料，通入直流电电解得到镧铁中间合金；将镧铁中间合金和铁作为的原料，采用熔兑法制备镧铁合金。本发明与自耗阴极法制备的稀土铁合金相比，得到的镧铁合金成分更加均匀，镧含量可精确控制。

Description

镧铁合金的制备方法
本专利申请是申请号：201611168972.7，名称：镧铁合金及其制备方法，申请日：2016年12月16日，专利申请的分案申请。
技术领域
本发明属于稀土铁合金技术领域，具体涉及一种镧铁合金的制备方法。
背景技术
目前，钢铁是第一大金属结构材料，被广泛应用于建筑、能源、运输、航空航天等领域。稀土在钢中的应用及其研究也得到了迅猛发展，稀土加入钢水中可起脱硫、脱氧、改变夹杂物形态等作用，可提高钢材的塑性、冲压性能、耐磨性能以及焊接性能。各种稀土钢如汽车用稀土钢板、模具钢、钢轨等得到了十分广泛应用。
在稀土钢生产过程中稀土的加入方法一直是科研工作这研究的重点，现有加入方法包括喂丝法、包芯线、稀土铁中间合金等多种形式，目前效果比较明显的是稀土铁中间合金加入法。制备稀土铁中间合金工艺技术主要有以下几类：
(1)混溶法。
混溶法也称作对掺法，主要利用电弧炉或中频感应炉，将稀土金属和铁混溶制得合金。该方法为目前普遍采用的方法，其工艺技术简单，能够制得多元中间合金或应用合金，但是也存在不足：1)稀土金属在铁液中容易局部浓度过高，产生偏析；2)该方法采用的原料为稀土金属，尤其对中重稀土金属而言，制备工艺复杂，成本较高；3)熔炼温度较高，由于以稀土金属和纯铁为原料，熔炼温度要求高。
(2)熔盐电解法。
熔盐电解法制备稀土铁中间合金主要是采用铁自耗阴极法。如中国专利CN1827860公开了一种熔盐电解生产镝铁合金工艺及设备，提出在高温条件下，熔解在氟化物溶体中的氧化镝发生电离，在直流电场作用下，镝离子在铁阴极表面析出，还原成金属镝，镝与铁合金化形成镝铁合金。这种方法生产成本低、工艺简单，但是也存在以下缺陷：合金中稀土、铁配分波动大，难控制，配分误差高达3％-5％，影响产品一致性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镧铁合金的制备方法，与自耗阴极法制备的稀土铁合金相比，本发明得到的镧铁合金成分更加均匀，镧含量可精确控制。
为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：
镧铁合金的制备方法，包括：
以石墨做电解槽，石墨板作为阳极，铁棒作为自耗阴极，阴极下方有盛装合金的接收器；在电解镧铁中间合金的设备中，在氟化镧和氟化锂的氟化物熔盐电解质体系下，以氧化镧为电解原料，通入直流电电解得到镧铁中间合金；
将镧铁中间合金和铁作为的原料，采用熔兑法制备镧铁合金；镧铁合金中，镧的含量为10.04～50.05wt％以及59.97～95.06wt％，余量是铁以及总量小于0.5wt％的不可避免的杂质，其中氧≤0.01wt％，碳≤0.01wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.005wt％。
进一步，镧铁中间合金熔兑镧铁合金的设备为中频感应炉，熔兑过程在真空条件下进行，坩埚采用稀土氧化物坩埚。
进一步，接收器材质选用铁、稀土氧化物或者氮化硼。
进一步，在真空熔兑过程中加入金属镧或铁。
进一步，镧的含量为10.04～50.03wt％。
进一步，镧的含量为10.11～50.05wt％。
进一步，镧的含量为29.98～50.05wt％。
进一步，镧的含量为30.05～50.05wt％。
进一步，镧的含量为59.97～69.98wt％。
进一步，冶炼镧铁中间合金的设备包括：耐火砖、铁套、稀土氧化物坩埚、阳极板、铁阴极、电解槽、保温层、碳捣层；在石墨槽体的外侧依次包有碳捣层、保温层、耐火砖、铁套；在石墨槽中部设有铁阴极；在石墨槽内环绕着铁阴极设有阳极板；在石墨槽的底部中心设有稀土氧化物坩埚，稀土氧化物坩埚与铁阴极相对；石墨槽内装有电解质，稀土氧化物坩埚用于盛放生成的镧铁合金。
本发明技术效果包括：
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明针对现有技术中存在的问题，开发了熔盐电解新工艺，制备的镧铁合金成分均匀、偏析小、杂质含量低、稀土收率高、成本低、无污染，应用到稀土钢中稀土收率高、效果显著，适合于大规模工业生产。
1、本发明中，镧铁合金优点是：
(1)杂质含量低。
本发明提供的镧铁合金由于采用纯氧化镧作为原料，冶炼坩埚为铁质和稀土氧化物质，引入杂质含量少。
(2)成分均匀，镧含量可控。
本发明所涉及的镧铁合金与自耗阴极相比，这种镧铁合金成分更加均匀，镧含量可精确控制。实践证明，用本发明合金可制备高性能稀土钢产品。
2、本发明公开的镧铁合金的制备方法优点是：
(1)采用氧化镧作为电解原料，所以电解过程中仅产生CO、CO2和极少量的含氟气体，对环境污染小。
(2)采用纯铁棒作为自耗阴极，电解析出的镧与铁形成低熔点的镧铁合金，有利于降低电解温度。
(3)熔盐电解获得的镧铁中间合金经过真空熔兑后所获得的镧铁合金成分控制精确，由于在真空下熔炼，稀土烧损小，收率高、产品质量高。
3、开发和市场前景广阔。
随着国民经济建设的发展，除了要求钢材有高的强度和韧性外，还同时要求有良好的耐腐蚀性能，这方面稀土能起到关键作用。稀土在提高钢材的韧、塑性、耐热抗氧化和耐磨性方面也有重要作用。我国是钢产量第一大国，在这样一个量大面广的领域，加强稀土的应用具有重大的意义。限制稀土钢产业化过程重要影响因素之一就是稀土在钢中的加入方式，目前研发的最有效的方式是以稀土铁中间合金的方式加入。以包钢(集团)公司年产500万吨稀土钢板材为例，需要消耗10％稀土铁合金2.5万吨，经济效益显著。本发明实施后一方面对改善地区的产业结构、提升地区科技力量有一定的促进作用；另一方面每年冶炼稀土合金，全部应用到稀土钢中，不仅可以产生很大的经济效益，还可以扭转我国钢铁形势不理想局面，应用前景广阔；可以为廉价稀土寻找一条出路，助力稀土行业、钢铁行业健康可持续发展。
附图说明
图1是本发明中电解镧铁中间合金设备的结构示意图；
图2是本发明中镧铁合金制备工艺流程图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，是本发明中电解镧铁中间合金设备的结构示意图；如图2所示，是本发明中镧铁合金制备工艺流程图。
本发明所使用的电解镧铁中间合金的设备，其结构包括：耐火砖1、铁套2、稀土氧化物坩埚3、镧铁合金4、阳极板5、铁阴极6、电解质7、电解槽8、保温层9、碳捣层10。
电解槽8为石墨槽，在石墨槽体的外侧依次包有碳捣层10、保温层9、耐火砖1、铁套2；在石墨槽中部设有铁阴极6；在石墨槽内环绕着铁阴极6设有阳极板5；在石墨槽的底部中心设有稀土氧化物坩埚3，稀土氧化物坩埚3与铁阴极6相对。使用时，石墨槽内装有电解质7，电解质7采用氟化镧和氟化锂熔盐电解质，稀土氧化物坩埚3内盛有镧铁合金4。
用于生产稀土钢的镧铁合金的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：以石墨做电解槽，石墨板作为阳极，铁棒作为自耗阴极，阴极下方有盛装合金的接收器；
接收器材质可以是铁、稀土氧化物、氮化硼中的一种。
步骤2：在氟化镧和氟化锂的氟化物熔盐电解质体系中，以氧化镧为电解原料，通入直流电电解得到镧铁中间合金；
步骤3：将镧铁中间合金和铁作为的原料，采用熔兑法制备符合要求的镧铁合金。
镧铁中间合金熔兑镧铁合金的设备为中频感应炉。熔兑过程在真空条件下进行，坩埚采用稀土氧化物坩埚。
镧铁合金中，镧的含量为0-95wt％，余量是铁以及总量小于0.5wt％的不可避免的杂质，其中氧≤0.01wt％，碳≤0.01wt％，磷≤0.01wt％，硫≤0.005wt％。
金属检测依据GB/T18115.1-2006等国家标准，采用ICP-MS测试；C的检测依据GB/T12690.13-1990，采用高频燃烧-红外法测试；O的测试依据GB/T12690.4-2003，采用惰性气体脉冲-红外法测试。化学成分的标准偏差S由以下公式计算：
Figure BDA0003011551000000051
其中Xi是样品的化学成；X平均值是样品n点化学成分的均值，本发明n＝20。
实施例1
采用Φ650mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为直径70mm纯铁棒，平均电流强度5000A，阳极电流密度0.5-1.0A/cm2，阴极电流密度5-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解150小时，消耗氧化镧1250kg，制得镧铁中间合金1151kg，平均镧含量为90％，电流效率80％，合金成分结果见表1。
表1镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
90.0 9.85 0.0085 0.0094 ＜0.01 ＜0.005 0.012 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金1.7kg，配加铁棒13.3kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁合金成分见表2。
表2镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
10.11 89.73 0.0080 0.0095 ＜0.01 ＜0.005 0.008 ＜0.005
实施例2
采用Φ650mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为直径70mm纯铁棒，平均电流强度5000A，阳极电流密度0.5-1.0A/cm2，阴极电流密度5-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解150小时，消耗氧化镧1250kg，制得镧铁中间合金1151kg，平均镧含量为90％，电流效率80％，合金成分结果见表3。
表3镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
90.0 9.85 0.0085 0.0094 ＜0.01 ＜0.005 0.012 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金5kg，配加铁棒10kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表4。
表4镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
29.98 69.74 0.0088 0.0089 ＜0.01 ＜0.005 0.004 ＜0.005
实施例3
采用Φ650mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为直径70mm纯铁棒，平均电流强度5000A，阳极电流密度0.5-1.0A/cm2，阴极电流密度5-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解150小时，消耗氧化镧1250kg，制得镧铁中间合金1151kg，平均镧含量为90％，电流效率80％，合金成分结果见表5。
表5镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
90.0 9.85 0.0085 0.0094 ＜0.01 ＜0.005 0.012 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金8.4kg，配加铁棒6.6kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表6。
表6镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
50.05 49.74 0.0074 0.0093 ＜0.01 ＜0.005 0.003 ＜0.005
实施例4
采用Φ650mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为直径70mm纯铁棒，平均电流强度5000A，阳极电流密度0.5-1.0A/cm2，阴极电流密度5-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解150小时，消耗氧化镧1250kg，制得镧铁中间合金1151kg，平均镧含量为90％，电流效率80％，合金成分结果见表7。
表7镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
90.0 9.85 0.0085 0.0094 ＜0.01 ＜0.005 0.012 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金11.7kg，配加铁棒3.3kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表8。
表8镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
70.04 29.66 0.0076 0.0086 ＜0.01 ＜0.005 0.0024 ＜0.005
实施例5
采用Φ650mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为直径70mm纯铁棒，平均电流强度5000A，阳极电流密度0.5-1.0A/cm2，阴极电流密度5-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解150小时，消耗氧化镧1250kg，制得镧铁中间合金1151kg，平均镧含量为90％，电流效率80％，合金成分结果见表9。
表9镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
90.0 9.85 0.0085 0.0094 ＜0.01 ＜0.005 0.012 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金7.5kg，配加金属镧7.5kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表10。
表10镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
95.03 4.76 0.0097 0.0076 ＜0.01 ＜0.005 0.010 ＜0.005
实施例6
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为75wt％、氟化锂为25wt％，阴极为直径75mm纯铁棒，平均电流强度5500A，阳极电流密度0.4-0.8A/cm2，阴极电流密度8-25A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解300小时，消耗氧化镧2688kg，制得镧铁中间合金2615kg，平均镧含量为85.02％，电流效率78％，合金成分结果见表11。
表11镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
85.02 14.84 0.0075 0.0084 ＜0.01 ＜0.005 0.017 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金1.8kg，配加铁棒13.2kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表12。
表12镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
10.04 89.66 0.0070 0.0080 ＜0.01 ＜0.005 0.003 ＜0.005
实施例7
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为75wt％、氟化锂为25wt％，阴极为直径75mm纯铁棒，平均电流强度5500A，阳极电流密度0.4-0.8A/cm2，阴极电流密度8-25A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解300小时，耗氧化镧2688kg，制得镧铁中间合金2615kg，平均镧含量为85.02％，电流效率78％，合金成分结果见表13。
表13镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
85.02 14.84 0.0075 0.0084 ＜0.01 ＜0.005 0.017 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金5.3kg，配加铁棒9.7kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表14。
表14镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
30.05 69.77 0.0070 0.0086 ＜0.01 ＜0.005 0.0024 ＜0.005
实施例8
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为75wt％、氟化锂为25wt％，阴极为直径75mm纯铁棒，平均电流强度5500A，阳极电流密度0.4-0.8A/cm2，阴极电流密度8-25A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解300小时，消耗氧化镧2688kg，制得镧铁中间合金2615kg，平均镧含量为85.02％，电流效率78.％，合金成分结果见表15。
表15镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
85.02 14.84 0.0075 0.0084 ＜0.01 ＜0.005 0.017 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金8.8kg，配加铁棒6.2kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表16。
表16镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
50.03 49.78 0.0064 0.0087 ＜0.01 ＜0.005 0.0021 ＜0.005
实施例9
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为75wt％、氟化锂为25wt％，阴极为直径75mm纯铁棒，平均电流强度5500A，阳极电流密度0.4-0.8A/cm2，阴极电流密度8-25A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解300小时，消耗氧化镧2688kg，制得镧铁中间合金2615kg，平均镧含量为85.02％，电流效率78％，合金成分结果见表17。
表17镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
85.02 14.84 0.0075 0.0084 ＜0.01 ＜0.005 0.017 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧中间合金12.4kg，配加铁棒2.6kg，，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表18。
表18镧铁合金成分分析结果/wt％
RE Fe C O P S Si Mn
69.98 29.74 0.0078 0.0090 ＜0.01 ＜0.005 0.0018 ＜0.005
实施例10
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为75wt％、氟化锂为25wt％，阴极为75mm纯铁棒，平均电流强度5500A，阳极电流密度0.4-0.8A/cm2，阴极电流密度8-25A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解300小时，消耗氧化镧2688kg，制得镧铁中间合金2615kg，平均镧含量为85.02％，电流效率78％，合金成分结果见表19。
表19镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
85.02 14.84 0.0075 0.0084 ＜0.01 ＜0.005 0.017 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金5kg，配加金属镧10kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表20。
表20镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
95.06 4.69 0.0094 0.0093 ＜0.01 ＜0.005 0.0034 ＜0.005
实施例11
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为60mm纯铁棒，平均电流强度6000A，阳极电流密度0.3-0.7A/cm2，阴极电流密度10-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解200小时，消耗氧化镧2030kg，制得镧铁合金1766kg，平均镧含量为95.06％，电流效率81％，合金成分结果见表21。
表21镧铁中间合金成分分析结果/wt％
Figure BDA0003011551000000121
Figure BDA0003011551000000131
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金3.2kg，配加金属镧11.8kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表22。
表22镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
19.98 79.76 0.0040 0.0071 ＜0.01 ＜0.005 0.0088 ＜0.005
实施例12
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为60mm纯铁棒，平均电流强度6000A，阳极电流密度0.3-0.7A/cm2，阴极电流密度10-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解200小时，消耗氧化镧2030kg，制得镧铁合金1766kg，平均镧含量为95.06％，电流效率81％，合金成分结果见表23。
表23镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
95.06 4.64 0.0042 0.0065 ＜0.01 ＜0.005 0.014 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金6.3kg，配加金属镧8.7kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表24。
表24镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
40.06 59.63 0.0038 0.0072 ＜0.01 ＜0.005 0.0079 ＜0.005
实施例13
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为60mm纯铁棒，平均电流强度6000A，阳极电流密度0.3-0.7A/cm2，阴极电流密度10-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解200小时，消耗氧化镧2030kg，制得镧铁合金1766kg，平均镧含量为95.06％，电流效率81％，合金成分结果见表25。
表25镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
95.06 4.64 0.0042 0.0065 ＜0.01 ＜0.005 0.014 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金9.5kg，配加金属镧5.5kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表26。
表26镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
59.97 39.62 0.0041 0.0075 ＜0.01 ＜0.005 0.0080 ＜0.005
实施例14
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为80wt％、氟化锂为20wt％，阴极为60mm纯铁棒，平均电流强度6000A，阳极电流密度0.3-0.7A/cm2，阴极电流密度10-20A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解200小时，消耗氧化镧2030kg，制得镧铁合金1766kg，平均镧含量为95.06％，电流效率81％，合金成分结果见表27。
表27镧铁中间合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
95.06 4.64 0.0042 0.0065 ＜0.01 ＜0.005 0.014 ＜0.005
将本实施例中制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金12.6kg，配加金属镧2.4kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁成分见表28。
表28镧铁合金成分分析结果/wt％
La Fe C O P S Si Mn
80.03 19.74 0.0046 0.0066 ＜0.01 ＜0.005 0.0079 ＜0.005
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种镧铁合金的制备方法，包括：以石墨做电解槽，石墨板作为阳极，铁棒作为自耗阴极，阴极下方有盛装合金的接收器；在电解镧铁中间合金的设备中，在氟化镧和氟化锂的氟化物熔盐电解质体系下，以氧化镧为电解原料，通入直流电电解得到镧铁中间合金；冶炼镧铁中间合金的设备包括：耐火砖、铁套、稀土氧化物坩埚、阳极板、铁阴极、电解槽、保温层、碳捣层；在石墨槽体的外侧依次包有碳捣层、保温层、耐火砖、铁套；在石墨槽中部设有铁阴极；在石墨槽内环绕着铁阴极设有阳极板；在石墨槽的底部中心设有稀土氧化物坩埚，稀土氧化物坩埚与铁阴极相对；石墨槽内装有电解质，稀土氧化物坩埚用于盛放生成的镧铁合金；
采用Φ700mm的圆形石墨电解槽，阳极由四块石墨板组成，电解质中氟化镧为75wt%，氟化锂为25wt%，阴极为直径75mm纯铁棒，平均电流强度5500A，阳极电流密度0.4-0.8A/cm2，阴极电流密度8-25A/cm2，电解温度维持在900-1050℃，连续电解300小时，消耗氧化镧2688kg，制得镧铁中间合金2615kg，平均镧含量为85.02%，电流效率78%，制备的镧铁中间合金成分如下：La 85.02 wt%、Fe 14.84 wt%、C 0.0075 wt%、O 0.0084 wt%、P＜0.01 wt%、S＜0.005 wt%、Si 0.017 wt%、Mn＜0.005 wt%；
将上述制备的镧铁中间合金作为原料，取镧铁中间合金1.8kg，配加铁棒13.2kg，在30kg中频真空感应炉内进行冶炼，保护气体为氩气，坩埚选用氧化镧坩埚，冶炼后得到的镧铁合金成分如下：
La 10.04 wt%、Fe 89.66 wt%、C 0.0070 wt%、O 0.0080 wt%、P＜0.01 wt%、S＜0.005wt%、Si 0.003 wt%、Mn＜0.005 wt%。
CN202110377144.9A 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金的制备方法 Active CN113430579B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110377144.9A CN113430579B (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金的制备方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110377144.9A CN113430579B (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金的制备方法
CN201611168972.7A CN106757170A (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金及其制备方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611168972.7A Division CN106757170A (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113430579A CN113430579A (zh) 2021-09-24
CN113430579B true CN113430579B (zh) 2023-07-14

Family

ID=58893233

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110377144.9A Active CN113430579B (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金的制备方法
CN202110377619.4A Active CN113481545B (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金
CN201611168972.7A Pending CN106757170A (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金及其制备方法

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110377619.4A Active CN113481545B (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金
CN201611168972.7A Pending CN106757170A (zh) 2016-12-16 2016-12-16 镧铁合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (3) CN113430579B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108517457B (zh) * 2018-05-15 2021-01-08 鞍钢股份有限公司 一种含稀土合金的制备方法
JP7192811B2 (ja) * 2020-03-06 2022-12-20 トヨタ自動車株式会社 正極活物質およびフッ化物イオン電池
CN111235604A (zh) * 2020-03-11 2020-06-05 赣州有色冶金研究所 一种稀土添加剂及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014019513A2 (zh) * 2012-07-31 2014-02-06 有研稀土新材料股份有限公司 稀土金属、稀土金属合金及熔融盐电解制备稀土金属、稀土金属合金的方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4747924A (en) * 1984-10-03 1988-05-31 Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Apparatus for producing neodymium-iron alloy
FR2574434B1 (fr) * 1984-12-07 1989-04-21 Rhone Poulenc Spec Chim Procede de preparation electrolytique de terres rares ou de leurs alliages et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
CN85102283B (zh) * 1985-04-01 1988-08-17 中国科学院长春应用化学研究所 钕铁中间合金制备的新方法
CN85100748B (zh) * 1985-04-01 1988-05-25 冶金工业部包头稀土研究院 一种连续电解生产金属钕及钕铁合金的槽型结构
JPS61253391A (ja) * 1985-04-30 1986-11-11 Sumitomo Light Metal Ind Ltd プラセオジム−鉄若しくはプラセオジム−ネオジム−鉄合金の製造方法並びにその製造装置
US4737248A (en) * 1985-12-19 1988-04-12 Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Process for producing dysprosium-iron alloy and neodymium-dysprosium-iron alloy
JPH0684551B2 (ja) * 1988-08-22 1994-10-26 昭和電工株式会社 プラセオジム又はプラセオジム含有合金の製造方法
US5188711A (en) * 1991-04-17 1993-02-23 Eveready Battery Company, Inc. Electrolytic process for making alloys of rare earth and other metals
CN1025228C (zh) * 1992-03-18 1994-06-29 冶金工业部包头稀土研究院 钕及钕镨基重稀土合金的制备方法
CN1198000C (zh) * 2002-11-08 2005-04-20 包头市长河稀土材料有限公司 一种镧铈复合合金添加剂制备方法
CN1827860A (zh) * 2005-02-28 2006-09-06 包头市稀土应用技术研究所 熔盐电解法生产镝铁合金工艺及设备
CN101200806B (zh) * 2006-12-13 2010-05-19 北京有色金属研究总院 一种熔盐电解制备钆铁合金的方法
WO2008095448A1 (fr) * 2007-02-07 2008-08-14 Grirem Advanced Materials Co., Ltd. Alliage de terres rares, son procédé de préparation et son application
CN101560628B (zh) * 2008-04-17 2012-07-11 北京有色金属研究总院 一种稀土铁合金及其制备工艺
CN101724769B (zh) * 2008-10-13 2012-03-28 北京有色金属研究总院 一种稀土铝合金及其制备方法和装置
EP2666877B1 (en) * 2011-01-21 2019-05-15 JX Nippon Mining & Metals Corp. Method for producing high-purity lanthanum, high-purity lanthanum, sputtering target formed from high-purity lanthanum, and metal gate film having high-purity lanthanum as main component
CN102140656A (zh) * 2011-03-09 2011-08-03 赣州晨光稀土新材料股份有限公司 一种氧化物熔盐电解制备镝铁合金的方法
CN102383028A (zh) * 2011-11-03 2012-03-21 内蒙古包钢钢联股份有限公司 钢中稀土加入用Fe-混合稀土中间合金及其制造方法
JP2013197240A (ja) * 2012-03-19 2013-09-30 Jx Nippon Mining & Metals Corp Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石及びその製造方法。
CN103820698A (zh) * 2014-03-11 2014-05-28 包头稀土研究院 一种稀土铁中间合金及其用途
CN103924265A (zh) * 2014-04-28 2014-07-16 瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司 一种熔盐电解制备稀土镝合金的方法
CN103924266B (zh) * 2014-04-28 2017-12-01 包头稀土研究院 一种共沉积法制备稀土钆合金的方法
CN105624737B (zh) * 2015-12-31 2017-09-29 包头稀土研究院 一种制备稀土镁合金的方法及稀土钇钕镁合金

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014019513A2 (zh) * 2012-07-31 2014-02-06 有研稀土新材料股份有限公司 稀土金属、稀土金属合金及熔融盐电解制备稀土金属、稀土金属合金的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
真空重熔提纯稀土镧;王立民，李文，孙长英，杜富英，吕翔平，赵敏寿;有色金属(冶炼部分)(第02期);30-31 *
稀土硅铁合金冶炼工艺及反应机理;张世荣,涂赣峰,马秀芳,任存治,张成祥,李春材;广东有色金属学报(第02期);34-38 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113481545A (zh) 2021-10-08
CN113430579A (zh) 2021-09-24
CN113481545B (zh) 2023-07-14
CN106757170A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113046789B (zh) 稀土铁合金的制备方法
CN111411372B (zh) 稀土铁合金的制备方法
CN107312937B (zh) 一种耐高温浓硫酸用高硅不锈钢制造方法及其设备
CN105624737B (zh) 一种制备稀土镁合金的方法及稀土钇钕镁合金
CN113430579B (zh) 镧铁合金的制备方法
CN109280842B (zh) 微合金化的高硅锰含氮型奥氏体不锈钢材料及制备方法
CN108531755B (zh) 一种高铝型高温合金gh6783的真空感应炉冶炼工艺
CN106834889A (zh) 铈铁合金及其制备方法
CN103924266A (zh) 一种共沉积法制备稀土钆合金的方法
US12084748B2 (en) Nickel-based superalloy steel and preparation method thereof
CN113279018B (zh) 镨钕铁合金在稀土钢中的用途
CN109852881B (zh) 一种45CrNiMoVA钎具用钢及其生产方法
CN102912154B (zh) 一种提高紫铜导电率的熔炼工艺
CN113279020B (zh) 镨铁合金的制备方法
Mimura et al. Purification of chromium by hydrogen plasma-arc zone melting
CN106834890A (zh) 用于生产稀土钢的镧铈铁合金及其制备方法
CN106811644A (zh) 钕铁合金及其制备方法
CN113046609A (zh) 钇铁合金
CN113718104A (zh) 一种低氧高钛铁合金制备工艺
CN110846515A (zh) 一种超低气体含量镍基合金690的制备方法
CN110527860B (zh) 一种废紫杂铜精炼剂及其制备方法和应用
CN106884074B (zh) 一种控制高温螺栓用钢发纹缺陷的方法
Liu et al. Direct Alloying of Silicon in Liquid Steel by Molten Slag Electrolysis
CN116904883A (zh) 一种时效硬化型塑料模具钢及其制备方法
CN111705182A (zh) 15-5ph稀土马氏体不锈钢的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant