[发明专利]用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系及其使用方法

说明书

用于冶炼含Ce的Fe‑Ni软磁合金的渣系及其使用方法，成分按质量百分比含CaO 15～27％，Al₂O₃ 10～22％，NaF 4～6％，MoO₂ 0～2％，MgO 3～5％，CeO₂ 3～15％，SiO₂ 1～2％，余量为CaF₂；方法为：(1)将用于冶炼含Ce的Fe‑Ni软磁合金的渣系在1450±5℃预熔，然后破碎；(2)预熔渣块料600±5℃烘烤制成预熔渣；(3)在引锭板上铺设合金屑，在合金屑与结晶器内壁之间的空间铺设萤石粉；(4)在氩气气氛条件下，下降自耗电极进行引弧，将预熔渣加入结晶器内进行化渣；(5)化渣完成后形成渣池并进行电渣重熔冶炼。本发明的渣系可以解决电渣重熔冶炼含稀土Ce的Fe‑Ni合金过程中发生的Ce、Mo等元素烧损问题，制备的含Ce的Fe‑Ni软磁合金成分质量良好，元素分布均匀。

技术领域

本发明术语冶金技术领域，特别涉及一种用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系及其使用方法。

背景技术

软磁材料是一种导磁系数高，退磁因子小的磁性材料，在弱磁场中，可以迅速磁化，撤销外磁场后退磁速度快，因此矫顽力和剩磁远低于稀土永磁体和铁磁体。软磁合金种类繁多，应用范围十分广泛，尤其是在磁记录、磁屏蔽、变压器等领域的应用，是其他磁性材料无法替代的；Fe-Ni软磁合金是常用的软磁材料之一。

影响软磁合金磁性能的因素主要有：化学成分、熔炼工艺、合金洁净度、热处理工艺等。提高合金纯净度、改质合金中有害夹杂、改善合金组织，是提高合金软磁性能的有效手段。

稀土Ce是冶金工业中常用到的合金添加剂，在冶炼过程中，稀土Ce易与合金液中有害杂质元素发生反应，生成小密度、高熔点的夹杂物从金属液中排出，同时还可以深度降低钢中氧、硫的质量分数以及降低有害元素在晶界的偏聚。除此之外，Ce元素的添加也能够改变合金组织，调整合金晶粒大小。

现阶段生产Fe-Ni合金的冶炼工艺为真空感应熔炼，但是真空感应熔炼对杂质元素几乎没有脱除能力，在冶炼中容易带入坩埚材料，造成新的污染；此外真空感应熔炼冶炼的合金表面质量较差，需要进行更多的加工处理，对材料产生更多的浪费。

电渣重熔铸锭具有成分均匀、纯净度高、组织致密等特点，因此电渣重熔是高温合金的重要冶炼手段；对比真空感应熔炼工艺，电渣重熔设备简单，生产费用低廉，操作方便，铸锭表面光洁，热塑性好，成材率高。在冶炼镍基合金领域，电渣重熔已经逐渐成为更受关注的冶炼工艺。但是含稀土Ce的Fe-Ni软磁合金在冶炼上有着一定的问题，即在经过电渣重熔二次精炼后合金中Ce元素以及其他易氧化元素的烧损，因此需要开发新的电渣重熔工艺来解决这一问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系及其使用方法，在渣系中加入MgO以降低冶炼过程中渣池的吸气能力，并且针对合金中稀土元素Ce以及合金的基础元素Mo加入抗氧化组分CeO₂、MoO₂解决Ce、Mo烧损问题，并加入NaF来调节渣系物性参数，抵消抗氧化组分的负面影响。

本发明的用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系的成分按质量百分比含CaO 15～27％，Al₂O₃ 10～22％，NaF 4～6％，MoO₂ 0～2％，MgO 3～5％，CeO₂ 3～15％，SiO₂ 1～2％，余量为CaF₂。

上述的用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系的熔化温度为1200～1300℃。

上述的用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系在1550±5℃时的电阻率为0.382～0.578Ω·cm。

上述的用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系在1550±5℃时的黏度为0.015～0.027Pa·s。