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日前，包頭稀土研究院發布消息稱，該研究院經過不斷嘗試，成功開發出適宜稀土鋼生產使用的高潔凈稀土鐵合金新產品及其低成本制備技術，該技術在耐磨鋼、高強鋼、風電鋼、管線鋼等產品中實現批量應用，可細化鋼材的晶粒尺寸、變質夾雜物，提高低溫沖擊柔韌性、強度、強塑性、耐磨性。這一技術在行業內尚屬首創，并達到國際領先水平。

“我們先后在包頭鋼鐵(集團)有限責任公司(以下簡稱包鋼)實施了工業生產五爐、九爐、十五爐連澆，在其他企業實施了工業生產六爐連澆，整個過程穩定運行。鋼中稀土分布均勻，稀土吸收率均在50%以上，大大提高了資源的利用率。”包頭稀土研究院金屬材料研究所所長劉玉寶1月18日向科技日報記者介紹說，這一新技術為我國稀土鋼產業的發展進步注入了新的活力。

突破鋼中加入稀土的技術難點

稀土被譽為“工業維生素”。國內外許多研究資料證明，向鋼中加入稀土元素后不但可以改善鋼的宏觀結構，如使枝晶細化、減少疏松和偏析，還可以細化晶粒，改善微觀組織;可凈化鋼質，使鋼中非金屬夾雜物變形和減少，去除氣體，讓鋼微合金化，進一步改善鋼的力學等物理性能。

包頭稀土研究院金屬材料研究所陳國華教授告訴記者：“我國在上世紀50年代末就已經開始相關研究，幾乎與國外是同時起步的。當時，很多牌號鋼中加入稀土效果不穩定，尤其是存在連鑄過程水口發生結瘤、鋼中稀土吸收率不穩定、鋼材性能不穩定等問題，以至于許多研究者不能很好地說明稀土在鋼中的具體作用。”

隨著稀土金屬分離、提純技術和手段不斷進步，我國逐步實現了制備鑭、鈰、鐠、釹等稀土金屬，加上國家對先進材料的高度重視，以及需要為高豐度鑭、鈰元素尋找使用渠道等原因，近年來，稀土鋼無論是基礎研究還是應用領域均得到了迅速發展。

雖然國內外對稀土鋼研究熱潮一直未減，但是目前稀土鋼的生產過程仍存在著關鍵共性技術難題，其中難題之一就是稀土該如何高效加入鋼水中。

專家介紹，根據稀土元素化學性質活潑，易與氧、硫、氮等元素作用的特點，結合鋼材的主要成分，綜合考慮加入稀土方式的密度、熔點、稀土元素活性等因素，包頭稀土研究院經過不斷嘗試，成功開發了適宜稀土鋼生產使用的高潔凈稀土鐵合金新產品及其低成本制備技術。這一技術在行業內尚屬首創，整體技術達到國際領先水平。

稀土鐵合金讓新型鋼備受青睞

“稀土鐵合金能成功加入鋼水中，自然離不開它的優良性能。”劉玉寶說。

據他介紹，稀土鐵合金具有適宜的熔點和密度，即密度與鋼水接近，熔點均比稀土金屬高，更容易加入到鋼水中與鋼水充分合金化。經過工程試驗，結果顯示其鋼中稀土吸收率均在50%以上。同時，稀土鐵合金活度低，抗氧化性強，易于保存和輸送。

稀土鐵合金制備工藝采用熔鹽電解及中頻爐成分調控雙聯法。“利用熔鹽電解法制備高稀土鐵中間合金，然后利用高稀土鐵中間合金為原料在中頻爐內進行成分調控，制備出符合稀土鋼生產過程應用的稀土鐵合金產品。”陳國華說道，制備過程解決了非自耗陰極電解技術、雜質元素控制技術、合金中組元偏析控制技術。制備的稀土鐵合金稀土含量能夠控制在±1%以內，硫、氧等雜質元素含量低。

目前，包頭稀土研究院已經開發出3大類40余種鐵合金產品，受理發明專利12項，制定行業、團體標準4項，建成了年產1200噸稀土鐵合金產業化示范線。相關技術已經在包鋼、北方重工、中國一重、中原特鋼、共享鑄鋼、南京鋼鐵等院校企業得到使用。

在包鋼的示范線中，在鑄鐵中加入稀土鐵合金，抗拉強度可以提高40%以上、抗壓能力提高80%以上，所生產的產品受到國外客戶的青睞。

眼下，利用稀土鐵合金生產的不同牌號稀土鋼正在大型風機、機殼機蓋、高鐵軌道、北京大興國際機場等重要領域發揮重要作用。稀土鐵合金也被評為2020年內蒙古自治區新材料首批次產品。