CN114716256B - 一种冶炼稀土钢的耐材及提高稀土收得率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冶炼稀土钢的耐材及提高稀土收得率的方法，属于钢铁冶金技术领域，解决了现有稀土钢冶炼过程中稀土元素收得率低的问题。一种冶炼稀土钢的耐材，耐材为镁质耐材，按照质量百分含量计MgO>90％，SiO2<3％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。本发明通过改进钢包包衬材质、中间包材质、塞棒材质、长水口材质、浸入水口材质、上水口材质，有效的提高了从精炼到连铸过程中的稀土元素收得率。采用本发明的耐火材料及其控制方法，使得从精炼到连铸过程中收得率在50％左右，较现有的稀土收得率提高约17％，降低了生产成本100元/吨钢。

Description

一种冶炼稀土钢的耐材及提高稀土收得率的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种冶炼稀土钢的耐材及提高稀土收得率的方法。
背景技术
稀土在钢中作用机理和作用效果已经有大量文献报道说明，在钢中添加可明显改善钢材的组织，提高其性能。但是由于稀土金属特殊的理化性能，如密度低、易挥发、强亲氧性等特点，使得稀土钢在冶炼过程中氧化、烧损严重，稀土收得率一直较低。在实验室或者单炉试验时，稀土收得率尚可控制，或者稀土收得率并非一个必要的、严重的问题，但对于采用连铸工艺连续生产稀土钢，稀土的稳定加入和稀土在钢中稳定留存等就成为了一个关键问题。
稀土钢生产实践中稀土的收得率在21-39％之间，波动较大，且产品中稀土成分很不稳定。因此提供一种减少冶炼稀土钢过程中稀土损耗的控制方法是非常必要的。
发明内容
鉴于以上分析，针对现有技术中的不足，本发明旨在提供一种冶炼稀土钢的耐材及提高稀土收得率的方法，以解决现有稀土钢冶炼过程中稀土元素收得率低的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一方面，本发明提供了一种冶炼稀土钢的耐材，耐材为镁质耐材，按照质量百分含量计MgO>90％，SiO2<3％，余量为杂质、挥发分及粘合剂。
进一步的，耐材为钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口和上水口耐材，按照质量百分含量计MgO为91-94.5％，SiO2为1％-2.5％。
另一方面，本发明还提供了一种提高稀土收得率的方法，包括如下步骤：
步骤1、转炉或电炉冶炼；
步骤2、LF炉或LF炉→RH炉精炼；
步骤3、精炼后连铸；
步骤1至步骤3中，所用钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口和上水口均采用上述的耐材。
进一步的，步骤2中，LF炉精炼中钢包顶渣成分以质量百分数计为CaO：55-65，SiO2：5-8，MgO：11-15，Al2O3：15-24，FeO+MnO＜0.5，Ce2O3+La2O3：0.1-2.9，CaO/SiO2：8.0-11。
进一步的，钢包顶渣厚为140-200mm。
进一步的，稀土为Ce和/或La，在所述步骤2中精炼的最后一步加入。
进一步的，稀土以铈铁和/或镧铁的方式加入。
进一步的，在加入稀土之前，控制钢水中溶解氧[O]的质量百分含量在1.5ppm以下。
进一步的，步骤3中，钢水通过中间包进入连铸结晶器，并用中间包覆盖剂覆盖钢水隔绝空气，中间包覆盖剂为精炼中钢包顶渣磨细至200目以下，烘干后使用。
进一步的，中间包覆盖剂的厚度为200-250mm。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
1、采用本发明的耐火材料及其控制方法，使得从精炼到连铸过程中收得率在50％左右，较现有的稀土收得率提高约17％，降低了生产成本100元/吨钢。
2、通过改进钢包包衬材质、中间包材质、塞棒材质、长水口材质、浸入水口材质、上水口材质，有效的提高了从精炼到连铸过程中的稀土元素收得率。
3、通过对稀土加入后最容易与稀土反应的钢包顶渣和中间包覆盖剂成分的设计入手，优化钢包顶渣成分，获得最小的稀土耗损量。
4、中间包覆盖剂可使用精炼钢包顶渣，实现废物的循环利用，最大程度降低了生产成本。
5、通过本发明的技术方案，使得稀土金属这种宝贵资源的利用率得到了提升，为稀土钢的生产提供了范例。
附图说明
图1为改进前稀土钢从精炼到连铸过程中各环节的增氧量；
图2为改进前稀土钢从精炼到连铸过程中各环节的稀土损耗量。
图3为改进后稀土钢从精炼到连铸过程中各环节的增氧量；
图4为改进后稀土钢从精炼到连铸过程中各环节的稀土损耗量。
具体实施方式
以下结合具体实施例对一种冶炼稀土钢的耐材及提高稀土收得率的方法作进一步的详细描述，这些实施例只用于解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。
稀土钢生产实践中稀土的收得率在21-39％之间，且波动较大，产品中稀土成分很不稳定，研究减少冶炼稀土钢过程中稀土损耗的控制方法是非常必要的，而影响稀土收得率的因素复杂。
因此，本发明对冶炼稀土钢过程中稀土损耗进行深入研究，并提供了一种冶炼稀土钢的耐材及提高稀土收得率的方法。
本发明提供了一种冶炼稀土钢的耐火材料，采用镁质耐材，按照质量百分含量计MgO>90％，SiO2<3％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
进一步的，耐材为钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口和上水口耐材，镁质耐材按照质量百分含量计MgO为91-94.5％，SiO2为1％-2.5％。
需要说明的是，研究中发现，耐火材料是影响稀土收得率的因素之一。因此，本发明对冶炼稀土钢过程中所用的耐火材料进行了深入研究。
首先，发明人通过热力学平衡计算得到稀土钢从精炼到连铸过程中各环节的增氧量，得到图1和图2所示的关系图。通过分析可知，通过对钢包包衬材质、中间包材质、塞棒材质、长水口材质、浸入水口材质、上水口材质、钢包顶渣成分、中间包覆盖剂成分的控制优化，能够显著降低钢水在连铸过程中的稀土损耗量。
具体的，从图1可见，除了吸入空气增氧之外，其余90％的增氧与钢包包衬材质、中间包材质、塞棒材质、长水口材质、浸入水口材质、上水口材质、钢包顶渣成分、中间包覆盖剂成分有关，其中与上述耐火材料有关的增氧为20.2％。相应的，从图2可见，在稀土加入量为50ppm时，此过程中稀土金属总的损耗量为33.74ppm，占稀土加入量的67.5％，其中吸入空气导致的损耗为6.13ppm，占全部损耗的18.2％；和钢包包衬材质、中间包材质、塞棒材质、长水口材质、浸入水口材质、上水口材质有关的损耗为12.67ppm，占全部损耗的37.6％；和钢包顶渣成分、中间包覆盖剂成分有关的损耗为14.94ppm，占全部损耗的44.2％。
其次，发明人针对目前冶炼稀土钢各工序所用的耐材成分主要是Al2O3、MgO和C，对其进行了研究，其中Al2O3、MgO与钢水中的稀土元素发生如下的反应：
[Ce]+1/2Al2O3＝1/2Ce2O3+[Al] ΔG1＝－26.6T－112900
2/3[Ce]+MgO＝1/3Ce2O3+[Mg] ΔG2＝－12.06T+5230
[La]+1/2Al2O3＝1/2La2O3+[Al] ΔG3＝－34.92T－111500
2/3[La]+MgO＝1/3La2O3+[Mg] ΔG4＝－14.83T+5697当钢包中钢水温度为1550℃时，ΔG1＝－161392J/mol，ΔG2＝－16749J/mol，ΔG3＝－175159J/mol，ΔG4＝－21338.09J/mol。
由以上分析可见，钢包内钢水温度在1550℃左右时，钢水中的稀土元素与钢包耐火材料中的Al2O3及MgO进行反应，加剧钢包的侵蚀，并降低钢中稀土的收得率。在这其中稀土元素与Al2O3的反应尤为剧烈，而与MgO的反应相对较弱。经初步计算，使用铝镁材质钢包，耐火材料中含有大量Al2O3，在冶炼过程中和钢水中稀土反应，从而可造成0.0007～0.0015％的稀土损耗，严重影响稀土收得率。
另外，现用耐材中的碳在冶炼稀土钢的过程中会被溶解，加速了耐材的侵蚀，降低了耐材的使用寿命。
因此针对上述原因，钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口采用MgO>90％，SiO2<3％的镁质耐材。
本发明还提供了一种提高稀土收得率的方法包括如下步骤：
步骤1、转炉或电炉冶炼；
步骤2、LF炉或LF炉→RH炉精炼；
步骤3、精炼后连铸；
具体的，从步骤1冶炼出钢到步骤3连铸结束，所用钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口采用镁质耐材，按照质量百分含量计MgO>90％，SiO2<3％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。镁质耐材按照质量百分含量计，优选MgO为91-94.5％，SiO2为1％-2.5％。
具体的，在步骤2中，LF炉精炼过程中需要造渣，即钢包顶渣，其成分的质量百分含量见表1。
表1 LF炉的钢包顶渣成分wt/％
CaO SiO2 MgO Al2O3 FeO+MnO Ce2O3+La2O3 CaO/SiO2
56-65 5-8 11-15 15-24 ＜0.5 0.1-2.9 8.0-11
从上述可知钢包顶渣也是影响稀土收得率的因素之一，因此本发明对以下钢包顶渣进行了研究。具体的，钢包顶渣炉渣：碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O328-30％；MgO 6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
本发明的钢包顶渣的熔化温度为1380-1450℃，降低了易与稀土反应的SiO2含量，为了保证顶渣的温度，适当提高MgO的含量。增加了稀土氧化物的浓度，进而提高稀土氧化物的活度，防止钢水中的稀土元素向炉渣中传递，进而提高稀土的收得率。
其中，渣中Ce2O3和La2O3的含量和钢水中的稀土成分有关，即若钢水中只含有Ce，则渣中只含有Ce2O3；若钢水中只含有La，则渣中只含有La2O3；若钢水中既含有Ce，又含有La，则渣中同时含有Ce2O3和La2O3。
需要说明的是，由于稀土元素具有很强的还原性，在精炼钢液的温度下(>1500℃)，会很容易和顶渣中的SiO2、MnO以及FeO发生氧化还原反应，却和CaO反应微弱，所以将顶渣碱度(CaO/SiO2)由6以下提高到8-11，SiO2的数量就会减少，传氧量会减少，进而降低稀土的损失。顶渣加入Ce2O3+La2O3之后会增加炉渣中的稀土氧化物的活度，进而会抑制钢中的稀土元素的氧化，进而保证收得率。
具体的，精炼中钢包渣厚为140-200mm。
需要说明的是，本发明适用的稀土钢为添加Ce和/或La的稀土钢，稀土钢中稀土Ce+La的质量百分含量在0.002-0.05％之间，以铁合金的方式加入，如铈铁和/或镧铁。稀土金属在步骤2精炼的最后一步中，即精炼工艺为LF炉→RH炉时，在RH炉真空室加入，在RH真空最后的循环脱气时加入，保证在真空下不与空气中氧接触和没有渣反应的条件下，有利于提高稀土收得率；精炼工艺为LF炉时，在LF炉精炼加入。
需要说明的是，在加入稀土合金之前，控制钢水中溶解氧[O]的质量百分含量在1.5ppm以下。
在加入稀土合金前控制钢水中溶解氧[O]的目的，在于减少钢水中自由氧对稀土的氧化，但鉴于目前冶炼工艺水平的限制，氧含量最低只能控制到1.0ppm，所以本发明钢水中溶解氧[O]的实际控制的水平在1.0-1.5ppm之间。
精炼结束后，钢包运转到连铸浇注平台，钢水通过中间包进入连铸结晶器，在稀土钢浇铸前，向中间包吹入氩气，保持中间包的气氛为惰性气氛，并用中间包覆盖剂覆盖钢水隔绝空气，钢水注流采取常规的渣保护和/或氩气气氛保护。
具体的，在步骤3连铸过程中，所用的中间包覆盖剂可以重复使用LF炉精炼中的钢包顶渣，具体成分见表1。
将上述钢包顶渣应用作为中间包覆盖剂也同样基于上述的理由和目的。由于精炼后顶渣结块，粒度非常大，而作为中间包覆盖剂需要良好的分散性，因此需要磨碎筛分。
中间包覆盖剂使用精炼终渣，具体方法是把精炼终渣磨细至200目以下(<0.075mm)，烘干后使用，控制中间包覆盖剂的厚度为200-250mm。通过精炼渣的细化，使得中间包覆盖剂在钢水表面具有很好分散性，能够隔绝空气，减少吸气，从而减少空气中氧气进入钢水，和稀土元素发生氧化反应。
通过本方法，从图3和图1对比可以看出，和改进前相比增氧量减少25.4％，从图4和图2对比可以看出，稀土损耗量从原来的67.48％下降到50.58％，减少16.9％。具体的，钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材引起的损耗量减少8.34％，钢包顶渣引起的损耗量减少3.92％，中间包覆盖剂引起的损耗量减少2.3％，吸入空气引起的损耗量减少2.34％。使得从精炼到连铸过程中钢中稀土收得率从32.52％提高到49.42％，约提高17％，降低了生产成本100元/吨钢。
对比例
生产5炉耐磨钢NM400，生产流程为转炉→LF炉→RH炉→连铸。目标成分为：C0.19-0.21％；Si 0.55-0.65％；Mn 1.45-1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr 0.35-0.45％；Ti 0.01-0.02％；Ce 0.02％。
在RH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的平均质量百分含量为1.43ppm。
RH出站后，5炉钢水中平均成分含量为：C 0.19％；Si 0.62％；Mn 1.50％；P0.013％；S 0.004％；Cr 0.41％；Ti 0.016％；Ce 0.0492％。
钢包顶渣炉渣碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O3 28-30％；MgO6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
中间包覆盖剂成分为：CaO 26.91％；SiO2 6.79％；Al2O3 18.35％；MgO 16.91％；Fe2O3 0.57％；C 0.01％；H2O 0.33％；碱度：3.96，灰分25％，挥发分为5％。
现用钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口见表2。
表2目前冶炼稀土钢各工序所用的耐材成分wt/％
名称 Al2O3 MgO C
钢包包衬耐材 93.85 4.56
中间包耐材 88.2 13.14
长水口耐材 44.05 30.05
长水口渣线 64.73 25.16
塞棒耐材 71.85 20.16
上水口耐材 71.83 20.01
浸入水口耐材 57.59
各工序所用的耐材除主要成分外，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
连铸结晶器中5炉钢水平均成分为：C 0.19％；Si 0.60％；Mn 1.52％；P 0.014％；S 0.002％；Cr 0.38％；Ti 0.015％，Ce 0.016％。稀土损耗量为0.0332％。损耗量占RH炉出站后稀土含量的67.48％。
实施例1
生产的钢种为耐磨钢NM400，生产流程为转炉→LF炉→RH炉→连铸。目标成分为：C0.19-0.21％；Si 0.55-0.65％；Mn 1.45-1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr 0.35-0.45％；Ti 0.01-0.02％；Ce 0.02％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为91％，SiO2为2.5％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在RH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.45ppm。
RH出站后，钢水的化学成分为：C 0.19％；Si 0.58％；Mn 1.51％；P 0.014％；S0.003％；Cr 0.38％；Ti 0.016％；Ce 0.0404％。
钢包顶渣和对比例相同，炉渣碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O328-30％；MgO 6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
中间包覆盖剂和对比例相同，成分为：CaO 26.91％；SiO2 6.79％；Al2O3 18.35％；MgO 16.91％；Fe2O3 0.57％；C 0.01％；H2O 0.33％；碱度：3.96，灰分25％，挥发分为5％。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.19％；Si 0.60％；Mn 1.52％；P 0.014％；S0.002％；Cr 0.38％；Ti 0.015％，Ce 0.0165％。稀土损耗量为0.0239％。损耗量占RH炉出站后稀土含量的59.14％，和对比例相比降低8.34％。
实施例2
生产的钢种为耐磨钢NM400，生产流程为转炉→LF炉→RH炉→连铸。目标成分为：C0.19-0.21％；Si 0.55-0.65％；Mn 1.45-1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr 0.35-0.45％；Ti 0.01-0.02％；Ce 0.02％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为94.5％，SiO2为1％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在RH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.45ppm。
RH出站后，钢水的化学成分为：C 0.19％；Si 0.58％；Mn 1.51％；P 0.014％；S0.003％；Cr 0.38％；Ti 0.016％；Ce 0.0399％。
钢包顶渣和对比例相同，炉渣碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O328-30％；MgO 6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
中间包覆盖剂和对比例相同，成分为：CaO 26.91％；SiO2 6.79％；Al2O3 18.35％；MgO 16.91％；Fe2O3 0.57％；C 0.01％；H2O 0.33％；碱度：3.96，灰分25％，挥发分为5％。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.19％；Si 0.60％；Mn 1.52％；P 0.014％；S0.002％；Cr 0.38％；Ti 0.015％，Ce 0.0165％。稀土损耗量为0.0234％。损耗量占RH炉出站后稀土含量的58.6％，和对比例相比降低8.9％。
实施例3
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；La+Ce 0.0298％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为93.5％，SiO2为2％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入铈铁、镧铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.35ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.34％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.73％；Cu 0.42％；Ni 0.31％；Ce 0.0370％；La 0.0381％。
钢包顶渣和对比例相同，炉渣碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O328-30％；MgO 6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
中间包覆盖剂和对比例相同，成分为：CaO 26.91％；SiO2 6.79％；Al2O3 18.35％；MgO 16.91％；Fe2O3 0.57％；C 0.01％；H2O 0.33％；碱度：3.96，灰分25％，挥发分为5％。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.32％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.72％；Cu 0.42％；Ni 0.30％；Ce 0.0162；La 0.0148％。稀土损耗量为0.0441％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的58.7％，和对比例相比降低8.8％。
实施例4
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；La 0.02％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为93％，SiO2为1.5％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入镧铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.41ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.34％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.73％；Cu 0.42％；Ni 0.31％；La 0.0483％。
钢包顶渣和对比例相同，炉渣碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O328-30％；MgO 6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
中间包覆盖剂和对比例相同，成分为：CaO 26.91％；SiO2 6.79％；Al2O3 18.35％；MgO 16.91％；Fe2O3 0.57％；C 0.01％；H2O 0.33％；碱度：3.96，灰分25％，挥发分为5％。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.32％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.72％；Cu 0.42％；Ni 0.30％；La 0.0201％。稀土损耗量为0.0282％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的58.4％，和对比例相比降低9.1％。
实施例5
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；Ce 0.03％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为92.5％，SiO2为1％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.34ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.34％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.73％；Cu 0.42％；Ni 0.31％；Ce 0.0757％。
钢包顶渣和对比例相同，炉渣碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O328-30％；MgO 6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
中间包覆盖剂和对比例相同，成分为：CaO 26.91％；SiO2 6.79％；Al2O3 18.35％；MgO 16.91％；Fe2O3 0.57％；C 0.01％；H2O 0.33％；碱度：3.96，灰分25％，挥发分为5％。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.32％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.72％；Cu 0.42％；Ni 0.30％；Ce 0.0311％。稀土损耗量为0.0446％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的58.9％，和对比例相比降低8.6％。
实施例6
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；Ce 0.03％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为92％，SiO2为2％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.34ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.34％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.73％；Cu 0.42％；Ni 0.31％；Ce 0.0755％。
钢包顶渣和对比例相同，炉渣碱度为5.5-6.0，CaO 55-60％；SiO2 10-12％；Al2O328-30％；MgO 6-8％；FeO 0.8-1.0％；MnO 0.8-1.0％；TiO2 0.5-0.8％；渣厚为138mm；炉渣熔点为1400℃。
中间包覆盖剂和对比例相同，成分为：CaO 26.91％；SiO2 6.79％；Al2O3 18.35％；MgO 16.91％；Fe2O3 0.57％；C 0.01％；H2O 0.33％；碱度：3.96，灰分25％，挥发分为5％。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.32％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.72％；Cu 0.42％；Ni 0.30％；Ce 0.0311％。稀土损耗量为0.0444％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的58.8％，和对比例相比降低8.7％。
实施例7
生产的钢种为耐磨钢NM400，生产流程为转炉→LF炉→RH炉→连铸。目标成分为：C0.19-0.21％；Si 0.55-0.65％；Mn 1.45-1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr 0.35-0.45％；Ti 0.01-0.02％；Ce 0.02％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为92.5％，SiO2为1％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在RH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.41ppm。
RH出站后，钢水的化学成分为：C 0.19％；Si 0.58％；Mn 1.51％；P 0.014％；S0.003％；Cr 0.38％；Ti 0.016％；Ce 0.0323％。
控制钢包顶渣炉渣碱度为11，CaO 56％；SiO2 5.1％；Ce2O32.5％；Al2O3 22％；MgO为14％；FeO+MnO为0.3％；渣厚为180mm；炉渣熔点为1450℃。
中间包覆盖剂使用RH炉精炼中的钢包顶渣，具体方法是把RH精炼渣磨细至200目以下(<0.075mm)，烘干后使用，控制中间包覆盖剂的厚度为200mm。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.19％；Si 0.55％；Mn 1.52％；P 0.014％；S0.002％；Cr 0.38％；Ti 0.015％，Ce 0.0160％。稀土损耗量为0.0163％。损耗量占RH炉出站后稀土含量的50.5％，和对比例相比降低17％。
实施例8
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；Ce 0.03％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为92.5％，SiO2为1.5％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.34ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.34％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.73％；Cu 0.42％；Ni 0.31％；Ce 0.0628％。
控制钢包顶渣炉渣碱度为8，CaO 56％；SiO2 7％；Ce2O3 1.0％；Al2O3 22％；MgO为13％；FeO+MnO为0.4％；渣厚为150mm；炉渣熔点在1477℃。
中间包覆盖剂使用LF炉精炼渣，具体方法是把LF精炼渣磨细至200目以下(<0.075mm)，烘干后使用，控制中间包覆盖剂的厚度为220mm。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.32％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.72％；Cu 0.42％；Ni 0.30％；Ce 0.0311％。稀土损耗量为0.0317％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的50.5％，和对比例相比降低17％。
实施例9
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；La 0.02％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为94.5％，SiO2为1％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入镧铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.41ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.34％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.73％；Cu 0.42％；Ni 0.31％；La 0.0400％。
控制钢包顶渣炉渣碱度为11，CaO 56％；SiO2 5.1％；La2O3 1.0％；Al2O3 24％；MgO为13％；FeO+MnO为0.4％；渣厚为170mm；炉渣熔点为1445℃。
中间包覆盖剂使用LF炉精炼渣，具体方法是把LF精炼渣磨细至200目以下(<0.075mm)，烘干后使用，控制中间包覆盖剂的厚度为230mm。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.32％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.72％；Cu 0.42％；Ni 0.30％；La 0.0201％。稀土损耗量为0.0199％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的49.7％，和对比例相比降低17.8％。
实施例10
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；La+Ce 0.0298％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为93％，SiO2为2.5％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入铈铁、镧铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.35ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.34％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.73％；Cu 0.42％；Ni 0.31％；Ce 0.0320％；La 0.030％。
控制钢包顶渣炉渣碱度为11，CaO 65％；SiO2 5.9％；Ce2O3+La2O3 1.0％；Al2O316％；MgO为12％；FeO+MnO为0.1％；渣厚为190mm；炉渣熔点为1445℃。
中间包覆盖剂使用LF炉精炼渣，具体方法是把LF精炼渣磨细至200目以下(<0.075mm)，烘干后使用，控制中间包覆盖剂的厚度为240mm。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.047％；Si 0.08％；Mn 1.32％；P 0.009％；S0.001％；Cr 0.72％；Cu 0.42％；Ni 0.30％；Ce 0.0162；La 0.0148％。稀土损耗量为0.031％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的50％，和对比例相比降低17.5％。
实施例11
生产的钢种为耐磨钢NM400，生产流程为转炉→LF炉→RH炉→连铸。目标成分为：C0.19-0.21％；Si 0.55-0.65％；Mn 1.45-1.60％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr 0.35-0.45％；Ti 0.01-0.02％；Ce 0.04％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为91％，SiO2为1％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在RH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.23ppm。
RH出站后，钢水的化学成分为：C 0.19％；Si 0.62％；Mn 1.50％；P 0.013％；S0.004％；Cr 0.41％；Ti 0.016％；Ce 0.0793％。
控制钢包顶渣炉渣碱度为10，CaO 60％；SiO2 6％；Ce2O3 2％；Al2O3 19％；MgO＝12％；FeO+MnO＝0.4％；渣厚为150mm；炉渣熔点为1434℃。
中间包覆盖剂使用RH炉使用过的精炼中的钢包顶渣，具体方法是把RH精炼渣磨细至200目以下(<0.075mm)，烘干后使用，控制中间包覆盖剂的厚度为220mm。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.20％；Si 0.58％；Mn 1.51％；P 0.013％；S0.002％；Cr 0.41％；Ti 0.016％；Ce 0.0394％。稀土损耗量为0.0395％，损耗量占RH炉出站后稀土含量的50.3％，和对比例相比降低17.2％。
实施例12
生产的钢种为耐蚀钢Q450NRQ1，生产流程为转炉→LF炉→连铸。目标成分为：C≤0.12％；Si≤0.75％；Mn≤1.5％；P≤0.025％；S≤0.008％；Cr 0.30-1.25％；Cu 0.20-0.55％；Ni 0.12-0.65％；Ce 0.008％。
钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口耐材采用镁质的耐材，其中MgO为91％，SiO2为1％，余量为一些杂质和挥发分，以及粘合剂。
在LH炉精炼中，加入铈铁合金之前，钢水中溶解氧[O]的质量百分含量为1.47ppm。
LF出站后，钢水的化学成分为：C 0.048％；Si 0.08％；Mn 1.31％；P 0.01％；S0.004％；Cr 0.39％；Cu 0.33％；Ni 0.036％；Ce 0.0167％。
控制钢包顶渣炉渣碱度为9，CaO 63％，SiO2 7％，Ce2O3 1.0％，Al2O3 17％，MgO＝11.5％，FeO+MnO＝0.35％，渣厚为150mm，炉渣熔点在1458℃。
中间包覆盖剂使用LF炉使用过的精炼渣，具体方法是把LF精炼渣磨细至200目以下(<0.075mm)，烘干后使用，控制中间包覆盖剂的厚度为220mm。
连铸结晶器中钢水成分为：C 0.048％；Si 0.08％；Mn 1.31％；P 0.01％；S0.004％；Cr 0.39％；Cu 0.33％；Ni 0.36％；Ce 0.0083％。稀土损耗量为0.0084％。损耗量占LF炉出站后稀土含量的50.4％，和对比例相比降低17.1％。
从上述实施例可以看出，钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口、上水口采用镁质耐材后，稀土的收得率提高9％左右。另外，钢包顶渣碱度提高有益于提高稀土收得率，中间包覆盖剂使用钢包顶渣后，减少了稀土损耗，而且吸入空气导致的氧化也相应减少。总体上说，三者的同时改进，对提高稀土收得率效果明显，使得稀土收得率稳定在50％左右。

Claims (6)

1.一种冶炼稀土钢的耐材，其特征在于，所述耐材为镁质耐材，按照质量百分含量计MgO≥92.5%，SiO2<3%，余量为杂质、挥发分及粘合剂；所述稀土钢为添加Ce和/或La的稀土钢，稀土钢中稀土Ce+La 的质量百分含量在0.002-0.05%之间；
一种用所述耐材冶炼所述稀土钢，提高稀土收得率的方法，包括如下步骤：
步骤1、转炉或电炉冶炼；
步骤2、LF炉或LF炉→RH炉精炼；
步骤3、精炼后连铸；
所述步骤1至步骤3中，所用钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口和上水口均采用所述的耐材；
所述步骤2中，LF炉精炼中钢包顶渣成分以质量百分数计为CaO：55-65，SiO2：5-8，MgO：11-15，Al2O3：15-24，FeO+MnO＜0.5，Ce2O3+La2O3：0.1-2.9，CaO/SiO2：8.0-11；稀土在步骤2中精炼的最后一步加入，在加入稀土之前，控制钢水中溶解氧的质量百分含量在1.5ppm以下；
所述步骤3中，钢水通过中间包进入连铸结晶器，并用中间包覆盖剂覆盖钢水隔绝空气，中间包覆盖剂为所述精炼中钢包顶渣磨细至200目以下，烘干后使用。
2.根据权利要求1所述耐材，其特征在于，所述耐材为钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口和上水口耐材，按照质量百分含量计MgO为92.5-94.5%，SiO2为1%-2.5%。
3.一种用权利要求1所述耐材冶炼稀土钢提高稀土收得率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1、转炉或电炉冶炼；
步骤2、LF炉或LF炉→RH炉精炼；
步骤3、精炼后连铸；
所述步骤1至步骤3中，所用钢包包衬、中间包、塞棒、长水口、浸入水口和上水口均采用权利要求1所述的耐材；
所述步骤2中，LF炉精炼中钢包顶渣成分以质量百分数计为CaO：55-65，SiO2：5-7，MgO：11-13，Al2O3：17-24，FeO+MnO＜0.5，Ce2O3+La2O3：0.1-2.9，CaO/SiO2：8.0-11；稀土在步骤2中精炼的最后一步加入，在加入稀土之前，控制钢水中溶解氧的质量百分含量在1.5ppm以下；
所述步骤3中，钢水通过中间包进入连铸结晶器，并用中间包覆盖剂覆盖钢水隔绝空气，中间包覆盖剂为所述精炼中钢包顶渣磨细至200目以下，烘干后使用。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述钢包顶渣厚为140-200mm。
5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述稀土以铈铁和/或镧铁的方式加入。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中间包覆盖剂的厚度为200-250mm。
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