D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1983.02.025 北京钢铁学院学报 1983年第2期 稀土对含砷低碳钢作用的动力学研究 李文超林勤叶文张超英 摘要 本文从研究稀土对含砷钢作用的动力学规律入手，考察了砷在钢中的行为，证 实了添加一定量的稀土是消除热加工过程中砷在表面富集的途径之一。 我国南方的一些矿石中含有一定量的砷。在冶炼过程中转移到钢中的砷约为0.29%~ 0.5%。热轧时，在1050~1250℃由于在表面富集121，引起表面热脆、出现龟裂。这不仅 增加了铁耗，而且还较严重地影响钢材的表面质量13！。目前文献尚未见到稀土在含砷钢中作 用机理的报导。我们从热力学计算了砷能与稀土形成(RE)As一(RE)S共生夹杂。因此 有可能利用我国的富产资源稀土，消除热轧过程中砷的表面富集。本文从研究希土对含砷钢 作用的动力学规律入手，探讨了砷在钢中的行为，证实了添加一定量的稀土是消除热加工过 程中砷在表面富集的途径之一。 一、实验方法 将工厂生产的含砷低碳钢盘尔（成分为：0.18%C,0.01%Si,0.43%Mn,0.061%P, 0.044%S,0.004%A1,0.22%Cu,0.0139%0,0.235%As)在高温(1873K)和高纯 氩保护下重熔、加入稀土、用中6石英管取样。试样冷轧成10×1mm或8×3mm的扁带，分 别切成7×3×1mm或5×3×3mm的试样，供氧化实验用。试样的稀土含量分别为：ORE 不含稀土，015RE一0.0153%RE,050RE-0.050%RE,089RE一0.089%RE,135RE一 0.135%RE,200RE-0.2%RE。 氧化实验在感量为10-gMTb10-8热天平上，温度在1000~1200℃范围内，循环空气流 量为50ml/min条件下进行的。氧化实验数据分别用立方体（三维）模型和平面（二维) 模型处理。氧化后试样用金相、电子探针和扫描电镜观察，并用X射线衍射进行分析。 二、实验结果与讨论 稀士加入合碑低碳钢中先脱氧、脱硫，而后脱碑。当(R)>1时，稀士取代了MS和 (S) (Fe、Mn)SiO,夹杂。当氧脱到一定程度之后，继续增加稀土，但由于稀土与坩埚反应，使 钢中的氧合量反而增加、稀土能够脱碑，在〔R)+As)≥6,7时，析出朱红色的含碑 〔O)+(S) 稀土硫化物，当稀土含量超过0.015%时，析出紫墨绿色的脱砷产物(RE)As·(RE)S, 见图1~3。 根据A、Vahed给出的稀土化合物的标准生成自由能△F·(1和化学等温方程式对 61北 京 钢 铁 学 院 学 报 一 。 年第 期 稀土对含砷低碳钢作用的动 力学研究 李文超 林 勤 叶文 张超英 摘 要 本文从研 究稀土对含砷钢作用 的动力学规律入 手 ， 考察 了砷在钢 中的行为 ， 证 实 了添加 一 定量 的稀土是 消 除热加工 过程 中砷在表面 富集的途径之 一 。 我 国南方的 一 些 矿石 中含有一 定量 的砷 。 在冶炼过程 中转移到钢 中的砷约为 。 热 轧 时 ， 在 ℃ 由于 在表面 富集 工‘ ’ “ 、 ， 引起表面 热脆 、 出现龟裂 。 这 不仅 增加 了铁耗 ， 而且还 较严 重 地 影 响钢 材的表面 质量 〔 “ 。 目前 文献尚未见到稀土在 含砷钢 中作 用机理 的报导 。 我们 从热力学计 算了砷能 与 稀土形 感 “ 一 冬共生夹杂 。 因此 有可 能 利 用我国的富产资源稀土 ， 消除热 轧过程 中砷的表面 富集 。 本文从研究粉土对 含砷钢 作用 的动力学规律 入手 ， 探讨 了砷在钢 中的行为 ， 证 实 了添加一定童 的稀土是消除热加工 过 程 中砷在表而 富集的途径 之一 。 实 验方乡失 将工 厂 生产的 含砷低碳钢盘 条 成分为 。 ， ， ， ， ， ， 在 高温 和 高纯 氢 保护下 重 熔 、 加 入稀土 、 用 中 石 英管取 样 。 试 样冷轧成 或 的 扁带 ， 分 别切 成 或 的 试 样 ， 供 氧 化 实验用 。 试样的 稀土 含量 分别为 不 含 稀土 ， 一 ， 一 ， 一 ， 一 一 。 氧 化实验在感 量为 一 一 热天平 上 ， 温度在 ℃范围 内 ， 循环空气 流 量为 条件下 进行 的 。 氧 化实验数 据分 别用立方体 三 维 模 型 和平面 二维 模 型 处理 。 氧 化后 试 样用 金 相 、 电子 探针 和 扫描 电镜观 察 ， 并用 射线 衍射进行分析 。 二 、 实验结果 与讨论 ，一 ， 二 、 。 。 。 “ 一 一 。 ，‘ ，二 、 ，， 稀土 加 八 言抑 比恢诩 甲 元脱散 、 肌 硫 ， 下 顺肌 脚 。 匀 ’ 〔 〕 、 夹 杂 。 钢 中的氧 含量 反 而增 加 、 当氧脱 到一定程 度之 后 ， 继续增 加稀土 ， 时 ， 稀土 取 代 和 但 由于稀土 与增涡反应 ， 使 稀土 能 够脱 砷 ， 在 〔 〕 〔 〕 〔 〕 〔 〕 时 ， 析 出朱红 色的 含砷 稀土 硫 化物 见图 。 根据 、 当稀土 含量 超 过 时 ， 析 出紫墨 绿 色的脱 砷 产物 · ， 给 出的 稀土 化 合 物 的 标 准 生 成 自由能 △ “ ‘ 和 化学 等温方程式对 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．02．025