一、所属技术领域
[0001] 属于钢
铁冶金技术领域，具体涉及一种真空感应炉冶炼实验钢的稀土加入方法。 二、背景技术
[0002] 我国是世界稀土资源和稀土产量第一的稀土大国，又是稀土消费大国，也是钢产量第一的钢铁大国，但钢材品种
质量与国外先进
水平相比还有相当大的差距，仍有相当数量的钢材需要进口。稀土在钢中有
净化钢液，使夹杂物变性和微
合金化作用，一般能使重轨、钢板、无缝钢管、棒材的横向冲击韧性显著提高，耐
氧化及抗
腐蚀性能明显提高，还能提高塑性及抗层状撕裂性能。国内外许多钢厂的多年实践证明，钢中加入稀土，是提高钢质、发展新品种的有效措施之一。
[0003] RE在钢中的作用归纳为净化、变质和微合金化三大作用；
连铸生产稀土钢的稀土加入工艺主要有三种：结晶器喂稀土丝(包覆铁皮)工艺、
中间包喂稀土丝(包覆铁皮)工艺、钢包喂稀土(RESiCa、RECa)复合包芯线工艺。
[0004] 稀土加入工艺不同，稀土的回收率也不同。而稀土的回收率高，意味着稀土在钢中残留的多，稀土残留量对稀土钢的性能起着决定性的作用。
[0005] 钢包喂稀土(RESiCa、RECa)复合包芯线工艺，是用喂丝机将 的稀土包芯线(用铁皮将
硅钙粉和稀土丝包覆)喂入钢包内。结晶器喂稀土丝(包覆铁皮)工艺，是用喂丝机将稀土丝(包覆铁皮)喂入结晶器内。三、
发明内容
[0006] 本发明的目的是为克服现有钢中稀土加入工艺及稀土材料的
缺陷和不足，提供一种真空感应炉冶炼实验钢的稀土加入方法。
[0007] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下所述。
[0008] 通过在真空感应炉
坩埚内
钢水中插入
稀土金属包的稀土加入方法，提供一种稀土加入方法的新形式。RE金属的品种可以是单一稀土金属Ce、单一稀土金属La或
混合稀土金属中的一种；稀土金属的形状为稀土金属锭或
块(梯形锭或三
角锭)或丝、 棒等；稀土金属的
包装采用袋式或包裹式的双层覆纸膜包装。
[0009] 利用取样器与设计制作的的稀土加入装置
捆绑，将稀土金属包插入坩埚内钢水中。
[0010] 在坩埚内钢水经过精炼(高真空或底吹氩)、钙脱氧
脱硫处理之后，立即利用稀土加入装置，将稀土金属包插入坩埚内钢水液面下1/2～2/3处，30～90秒钟后，调整取样装置复位，继续吹氩1～2分钟，将钢液浇入
锭模内。
[0011] 稀土金属的稀土加入量(Wt％)≤0.05％，稀土加入的具体数量根据生产的钢材产品品种、加入的RE金属品种等具体要求确定。
[0012] 首先按照技术要求及图1加工制造稀土加入装置及数量，简易稀土加入装置分为三部分，第一部分为稀土金属包，按照技术要求及实验计划准备RE金属品种及包装数量；根据实验钢钢水计划容量、稀土加入量设计，计算加入的RE金属重量，钢包插入RE金属的稀土加入量(Wt％)≤0.05％。稀土加入的具体数量根据生产的钢材产品品种、稀土加入的具体要求确定。RE金属的形状为稀土金属锭(梯形锭或三角锭)或块或丝或棒，将称量好的稀土金属及硅钙块，利用双层覆纸膜包装成为稀土金属包。第二部分为插入钢管或插入钢棒，提前准备好插入钢管及稀土金属包，以铁丝通过取样装置拧紧固定，插入稀土金属包、插入钢管的具体数量根据实验计划确定；第三部分为取样装置，取样装置为真空感应炉设备本体的一部分，位于真空感应炉
炉盖上，用于真空条件下从坩埚内的钢水中取化验用试样。利用取样装置，将取样装置的一端与插入钢管一端捆绑连接，通过调整取样装置的下降深度，将稀土金属包插入坩埚内钢水液面下约1/2～2/3处，30～90秒钟后，调整取样装置复位。
[0013] 稀土加入条件：钢水须经过精炼(高真空或及底吹氩)、钙处理，达到钢液深脱氧和深脱硫的条件；在坩埚内钢水经过钙处理之后，立即利用简易稀土加入装置，将准备好的稀土金属包插入坩埚内钢水液面下200mm处之后，坩埚内钢水继续吹氩1～2分钟，将钢液浇入锭模内。
[0014] 一种高真空感应炉冶炼钢水添加稀土的方法，其步骤如下所述： [0015] (1)把秤量好的稀土金属丝或稀土金属块及硅钙块，用塑料布或袋包裹、细铁丝捆绑形成稀土金属包，然后将稀土金属包用细铁丝捆绑在插入钢管或插入钢棒上， 再将插入钢管固定在真空感应炉炉盖取样器上，将钢锭模置于高真空感应炉内； [0016] (2)把纯铁(或返回废钢)、铁合金装入真空感应炉坩埚内，同时将硅铁、锰铁、(金属
铜)、铁合金等放入多次加料斗；
[0017] (3)将稀土金属包置于高真空感应炉内，关闭炉盖后抽真空12分钟至15分钟，再送电加热
炉料；
[0018] (4)将坩埚内炉料
熔化；即将装入坩埚内及多次加料斗内的固体原料全部熔
化成钢水；
[0019] (5)精炼结束后，停止抽真空，并向真空炉腔体内充入氩气；
[0020] (6)加入Al丸或硅钙钡等进行脱氧；
[0021] (7)根据坩埚内钢水液面状态，调整底吹氩压
力，底吹氩3～8分钟； [0022] (8)在氩气保护气氛下，调整取样装置的下降深度，将稀土金属包插入坩埚内钢水液面下约1/2～2/3处，30～90秒钟后，调整取样装置复位；
[0023] (9)继续底吹氩1～2分钟，停止底吹氩，将钢液浇入锭模内。
[0024] 这种真空感应炉冶炼实验钢的稀土加入方法的稀土元素回收率高、夹杂少。 [0025] 稀土金属的品种可以是单一稀土金属Ce、单一稀土金属La、混合稀土金属中的一种；稀土金属的形状为稀土金属锭或块(梯形锭或三角锭)或丝或棒；稀土金属的包装采用袋式或包裹式双层覆纸膜包装。
[0026] 由于本发明采用了上述技术方案，本发明与传统技术相比有以下优点和效果：这种真空感应炉坩埚内插入稀土金属的形式应用于真空感应炉冶炼实验钢中试生产中，操作简单、方便、实用，钢中稀土加入工艺时间缩短，钢中稀土加入方法新颖、高效；采用袋式双层覆纸膜包装，在真空感应炉内，RE金属在未熔化之前不易氧化失效；稀土加入装置的加工制造工艺较简便，不增加专用设备和专
门操作人员；RE金属插入坩埚内钢水液面下，RE金属的烧损大幅度降低，钢中加入稀土金属的收得率大幅度提高，钢中加入的稀土金属成本大幅度降低，稀土金属在钢中分布均匀性大幅度提高；突出单一稀土金属在钢中应用的精细化效果；钢中稀土加入的综合成本大幅度降低；稀土加入的操作环境有效改善，钢中稀土夹杂大幅度降低、实验钢质量提高、综合成本降低；这种真空感应炉坩埚内插入RE金属的钢中稀土加入方法对实验钢品种 的适应性更强，具有广泛的实验钢钢中稀土加入应用前景。
[0028] 图1为真空感应炉冶炼实验钢的稀土冶炼及加入装置结构示意图。 [0029] 图中1为插入钢管、2为钢水液面、3为取样装置、4为取样装置与插入钢管捆绑连接处、5为真空感应炉坩埚、6为稀土金属包。五、具体实施方式
[0030] 以下结合附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0031] 根据实验钢钢水计划容量、稀土加入量设计，计算加入的RE金属重量，RE金属的形状形式为稀土金属锭(梯形锭或三角锭)或块或丝棒，将称量好的稀土金属及硅钙块，利用双层覆纸膜包装成为稀土金属包。RE金属的品种可以是单一稀土金属Ce或单一稀土金属La或混合稀土金属，以及硅钙块。
[0032] 按照技术要求及图1设计加工制造简易稀土加入装置，简易稀土加入装置分为三部分。
[0033] 第一部分为稀土金属包6，根据生产的钢材产品品种、实验钢钢水计划容量、稀土加入量来设计计算加入的RE金属重量，将称量好的稀土金属及硅钙块，利用双层覆纸膜包装成为稀土金属包6。
[0034] 第二部分为插入钢管或插入钢棒1，插入钢管1直径约Φ10～30mm、长400mm的低
碳焊管或钢棒，插入钢管1的一端为连接端，即与取样装置3捆绑连接；另一端为稀土金属包6，插入钢管属于一次性使用。
[0035] 第三部分为取样装置3，取样装置3为真空感应炉设备本体的一部分，位于真空感应炉炉盖上，用于真空条件下从坩埚5内取钢水试样。
[0036] 实施例1：
[0037] 首先，根据实验钢品种、钢水计划容量，设计计算加入的RE金属重量为钢水重量的0.007％。RE金属的形状为梯形锭，品种为单一稀土金属La，然后将称量好的单一稀土金属La及硅钙块，利用双层覆纸膜包装成稀土金属包6；稀土金属包6、插入钢管1的具体数量根据实验计划确定。
[0038] 将稀土金属包6与插入钢管1一端以铁丝捆绑连接，将插入钢管1另一端与取样 装置3的一端以铁丝捆绑连接。钢水经过精炼(高真空或及底吹氩)、钙处理，达到钢液深脱氧和深脱硫的条件；之后，立即利用简易稀土加入装置，即通过调整取样装置3下降
位置，将单一La稀土金属包6插入坩埚内5钢水液面2下1/2处，30秒钟后，调整取样装置3使其复位。继续底吹氩1分钟，然后将钢液浇入锭模内。
[0039] 实施例2：
[0040] 首先，根据实验钢品种、钢水计划容量，设计计算加入的RE金属重量为钢水重量的0.005％。RE金属的形状为金属三角锭，品种为纯稀土金属Ce，然后将称量好的单一稀土金属Ce及硅钙块，利用双层覆纸膜包装成稀土金属包6；稀土金属包6、插入钢管1的具体数量根据实验计划确定。
[0041] 将单一Ce稀土金属包6与插入钢管1一端以铁丝捆绑连接，将取样装置3的一端与插入钢管1另一端以铁丝捆绑连接；坩埚5内钢水经过精炼(高真空或及底吹氩)、钙处理，达到钢液深脱氧和深脱硫的条件；之后，立即利用简易稀土加入装置，即通过调整取样装置3下降位置，将单一Ce稀土金属包6插入坩埚5内钢水液面2下2/3处，90秒钟后，调整取样装置3使其复位。继续底吹氩2分钟，然后将钢液浇入锭模内。
[0042] 实施例3：
[0043] 首先，根据实验钢品种、钢水计划容量，设计计算加入的RE金属重量为钢水重量的0.003％。RE金属的形状为金属三角锭，品种为混合稀土金属，然后将称量好的混合稀土金属及硅钙块，利用双层覆纸膜包装成稀土金属包6；稀土金属包6、插入钢管1的具体数量根据实验计划确定。
[0044] 将混合稀土金属包6与插入钢管1一端以铁丝捆绑连接，将取样装置3的一端与插入钢管1另一端以铁丝捆绑连接；坩埚5内钢水经过精炼(高真空或及底吹氩)、钙处理，达到钢液深脱氧和深脱硫的条件；之后，立即利用简易稀土加入装置，即通过调整取样装置3下降位置，将纯混合稀土金属包6插入坩埚5内钢水液面2下2/3处，90秒钟后，调整取样装置3使其复位。继续底吹氩2分钟，然后将钢液浇入锭模内。
