在钢的冶炼中应用稀土是我国推广稀土应用最早的领域之一。通过冶金工作者30多年的努力,我国已研制出稀土耐热钢、稀土耐磨钢、稀土耐腐蚀钢和稀土高强度低合金等钢种。用稀土处理钢的产量由1985年的11万吨到1999年发展到80万吨,品种已发展为80多个。为国家创造了一定的经济效益和社会效益。但是稀土钢的年产量到(九五)末期也只有100多万吨,对于一个稀土资源和产量在世界上占第一的稀土大国来说,稀土钢所占的比例确很少。利用我国的稀土资源、提高优质钢材在国际上的竞争力,把我国的稀土资源优势转化为钢材的品种优势,使我国的钢产量在世界上不但数量领先,而且在质量上占优势,这是我国钢铁企业今后努力的方向。
稀土在钢中有三大作用:
1、净化作用,稀土元素与钢水中的氧和硫等有害元素有很强的亲和力,形成稳定的化合物经镇静后上浮。稀土元素与钢水中的氮和氧亲和后形成稀土气体夹杂,这些稀土气体夹杂从钢中排出,减少游离氮、氧的有害作用。
2、变质作用,稀土与钢水中的硫化物形成球状稀土硫化物,取代了原来的条状硫化锰夹杂,稀土可以控制钢中夹杂物的形态。从而提高了钢材韧塑性,特别是横向冲击韧性和抗疲劳性。
3、微合金化作用,稀土在钢中有一定的固熔量,它在晶界的偏聚能仰制硫、磷及低熔点杂夹在晶界的偏析,并与这些夹杂形成高熔点的化合物,消除了低熔点夹杂的有害影响,稀土净化和强化了晶界,阻碍了晶间裂纹的形成和扩展。有利于钢材的高温塑性和耐腐蚀性。
在20世70年代美国、日本、欧洲和苏联,他们大量使用稀土来控制钢中硫化物夹杂的形态。在没有稀土资源的日本、对轴承钢、电热合金钢进行稀土处理,瑞典开发了添加稀土的耐热钢。美国1995年在钢中消费了2000吨稀土(按氧化物计算),美国研究者指出用稀土和钙复合处理钢比单独用钙处理控制硫化物夹杂形态更为有效。
对钢进行稀土处理也属于一种炉外精炼技术,在多年的研究和实践中得出采用稀土金属丝喂丝法是一种简便、高效的加入方法。其方法的特点是投资少、无污染、稀土利用率高、见效快等。在钢的铸锭过程中,有喂丝机将稀土金属丝连接喂入钢水中,经钢液的自身搅拌达到净化、变质和合金化的作用。每吨钢稀土的加入量仅在300克左右。目前国内外冶金工作者研究表明,在高洁净度条件下稀土在钢中具有四两拨千斤的奇特作用。经稀土处理的汽车大梁钢板和大轿钢板横向冲击韧性提高50%以上,经稀土处理的石油开采用的无缝钢管的耐腐蚀性能提高60%。实践证明用在钢的冶炼时经稀土处理是提高钢质,发展新品种的有效措施之一。
在国家计委和国家科技部的指导下,国家冶金局稀土办与中国稀土学会一起编制了“我国稀土在钢中应用的(十五)发展规则”,根据规划我国稀土钢由(九五)末年生产100万吨,到2005年发展到年产200万吨,年经济效益达5亿元,社会效益达25亿元,年创汇1亿美元以上。届时我国稀土在钢中的应用技术将达到国际先进水平,使我国的优质钢材在世界上占有一席之地。
相关新闻Related News