[发明专利]一种含高稀土铈含量的耐蚀钢及其精炼控制方法

说明书

本发明公开了一种含高稀土铈含量的耐蚀钢及其精炼控制方法，属于转炉、电炉生产稀土耐蚀钢的技术领域，解决了现有耐蚀钢生产中稀土铈元素收得率低以及易于生成氧化铈和氧硫化铈的问题。一种含高稀土铈含量的耐蚀钢，耐蚀钢的化学成分按照重量百分比为：C≤0.15％、Si≤0.80％、Mn≤1.65％、Ni：0.12～0.65％、Cr：0.30～1.25％、Cu：0.20～0.55％、P≤0.025％、S≤0.008％、Ce：0.01～0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；稀土铈的化合物在钢中主要以硫化物的形式存在。本发明的钢材在大气腐蚀环境下使用寿命较普通碳素钢提高50％以上，使得稀土收得率在35％以上，较现有的稀土收得率提高15％，降低了生产成本25元/吨钢。

技术领域

本发明属于转炉、电炉生产稀土耐蚀钢的技术领域，具体涉及一种含高稀土铈含量的耐蚀钢及其精炼控制方法。

背景技术

钢铁材料是目前常用的金属材料，在大气中长时间暴露会发生侵蚀，造成钢材性能的下降进而造成材料的报废。20世纪初，学者研究发现通过适量添加P、Cu、Cr、Ni等合金元素，可以达到钢材抗腐蚀的效果，这也是现在常用的耐蚀钢。耐蚀钢在集装箱、铁道车辆制造方面有着广泛的应用。

近些年研究发现，稀土元素铈可以显著提高钢材的耐蚀性，在上述传统耐蚀钢的成分基础上添加铈的新型稀土耐蚀钢，在大气环境下，其耐大气腐蚀性能提高30-50％，稀土耐蚀钢可延长使用寿命至70年以上。稀土元素铈作为稀土矿提取工艺的副产物，成本较Cu、Cr、Ni等合金元素较低，通过铈合金化后形成的耐蚀钢，吨钢成本仅提高30-50元，较常用的铜磷铬镍耐蚀钢性价比更高。实验室研究结果表明，为了提高耐蚀钢的耐大气侵蚀的效果，稀土耐蚀钢中尽可能含有固溶稀土、稀土硫化物，避免生产稀土氧化物和稀土硫氧化物。

铈元素显著提高钢材耐蚀性是在大合金化量(0.01～0.2％)基础之上的，但是铈元素具有很强的还原性，不仅在钢中收得率低，而且非常容易生成氧化物和硫氧化物。而在现有的生产中，如何保证耐蚀钢中稀土的高固溶量和硫化物含量，避免生成氧化铈和氧硫化铈，对于高铈含量的耐蚀钢精炼来说是非常困难的。

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含高稀土铈含量的耐蚀钢及其精炼控制方法，以解决现有耐蚀钢生产中稀土铈元素收得率低(10～30％)以及易于生成氧化铈和氧硫化铈的问题，从而使得稀土耐蚀钢中铈元素主要以硫化物的形式存在。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种含高稀土铈含量的耐蚀钢，耐蚀钢的化学成分按照重量百分比为：C≤0.15％、Si≤0.80％、Mn≤1.65％、Ni：0.12～0.65％、Cr：0.30～1.25％、Cu：0.20～0.55％、P≤0.025％、S≤0.008％、Ce：0.01～0.2％，其余为Fe及不可避免的杂质；稀土铈的化合物在钢中主要以硫化物的形式存在。

进一步的，含高稀土铈含量的耐蚀钢为集装箱、铁道车辆用钢。

另外，本发明还提供了一种含高稀土铈含量的耐蚀钢的精炼控制方法，包括如下步骤：

步骤1、转炉(电炉)出钢后，LF炉精炼中白渣操作，控制渣厚为120～150mm，白渣持续时间＞20min，控制钢水[S]含量在0.006～0.008％的范围内，[Als]含量在0.04～0.15％的范围内，出站前软吹氩气，出站前控制钢水中[O]1.5ppm；

步骤2、LF炉精炼出站后，在RH炉内真空循环脱气，控制[Als]含量在0.04～0.15％的范围内，破真空前5min加入稀土铈合金，破真空后，控制钢水中[O]1.5ppm，然后同时喂钙线和软吹氩气，喂钙线后控制钢水中[Ca]含量在0.001～0.010％的范围内。