稀土元素在鋼中加入方法的對比分析

■袁志亮，王拓，陳立杰，郝松濤

稀土元素在鋼中加入方法的對比分析

■袁志亮，王拓，陳立杰，郝松濤

稀土元素（RE）包括17個元素，其性質都很類似，熔點低，密度大，與氧、硫、氮等元素有很好的親和力。稀土是非常有用的材料，對鋼的性能有著極其微妙的作用，稀土處理之后的鋼種其性能非常優良，稀土處理現已成為提高鋼種各項性能，改善內部結構的有效方法，因此應用稀土處理具有重要意義。

1. 稀土在鋼中的作用

稀土處理可以脫氧、脫硫、微合金化，也能改變稀土夾雜物的變形能力。尤其是在一定程度上對脆性的Al2O3起變性作用，可改善大部分鋼種的疲勞性能。

稀土元素像Ca、Ti、Zr、Mg、Be一樣，是硫化物最有效的變形劑。在鋼中加入適量的RE能使氧化物和硫化物夾雜物變成細小分散的球狀夾雜物，從而消除MnS等夾雜的危害性。在生產實踐中，硫在鋼中以FeS、MnS形式存在，當鋼中Mn高時，MnS的形成傾向就高。雖然其熔點較高，能避免熱脆的產生，但MnS在加工變形時能沿著加工方向延伸成帶狀，鋼的塑性、韌性，及疲勞強度顯著降低，因此鋼中必須加入RE進行變性處理。

稀土在鋼中的作用主要有凈化、變質及合金化。隨著氧硫含量控制技術的發展，傳統的凈化鋼液和變質作用日益減弱，代之而起的更完善的潔凈化技術和合金化作用。

2. 稀土加入的有效方法

稀土加入方法有許多，目前主要有兩種，散料加入和喂絲法。

稀土按一定速度喂入鋼包，稀土線穿過覆蓋層進入鋼包與鋼中的氧、硫發生反應，生成稀土氧化物和稀土硫化物，從而控制夾雜物形態，同時有部分稀土還可起到微合金化的作用。兩者相比，喂線法稀土的利用率高，效果更好，其收得率可達90%以上。因此在鋼包中喂入稀土絲，對鋼液特別是對低硫鋼進行硫化物形態控制是特別有效的方法。

鋼包喂線需滿足的條件：鋼液脫氧充分；使用堿性包；氬氣攪拌；使用稀土鋼專業覆蓋劑。

3. 試驗數據

包鋼精煉爐稀土加入方式及回收率對比見附表。

由表中數據可見，稀土喂絲處理要遠優良于塊狀加入。

4. 結語

眾所周知，傳統的稀土處理比較粗獷，并由于其加入到渣中后，大部分稀土在渣中無謂的燒損，參與了渣的反應，只有少數稀土真正地起到作用，所以其利用率非常低。因此取而代之的喂絲操作極大地改善和促進了稀土在鋼中的作用，能把稀土深度送入鋼液，使其完全熔入鋼中進行反應，方法十分有效，利用率非常高，是值得積極推廣的一種方法。

包鋼精煉爐稀土加入方式及利用率對比

20150220

作者簡介：袁志亮、王拓、陳立杰、郝松濤，哈爾濱電機廠有限責任公司。