En resumen, el papel de los elementos de tierras raras en el acero fundido tiene los siguientes tres aspectos:
(1) Efecto de purificación. Los elementos de tierras raras pueden formar varios óxidos estables de alto punto de fusión como RE2O3, REO2, REO, etc. en acero, con una capacidad de desoxigenación más fuerte que A1 y Ti, y cerca de Ca. La investigación ha demostrado que agregar alrededor de 0.1 por ciento de metales mixtos de tierras raras al acero fundido puede desoxigenar completamente el acero, mejorando así su fluidez, tenacidad y resistencia a la corrosión, especialmente aumentando su valor de tenacidad al impacto en un 50 por ciento a {{ 8}} grado.
Los elementos de tierras raras tienen una gran capacidad para combinarse con el azufre en el acero, formando sulfuros y compuestos compuestos de azufre y oxígeno como RES, RE2S3, RE3S, RES2 y RES. El efecto de desulfuración de los elementos de tierras raras es más fuerte que el del Al y el Mg, solo superado por el Ca. Pero también hay informes de investigación que indican que la relación entre el contenido de elementos de tierras raras y el contenido de azufre en el acero τ (es decir, RE/S) tiene un valor óptimo y, en aplicaciones prácticas, se debe prestar atención al control de la cantidad de tierras raras añadidas. Agregar más elementos de tierras raras también es perjudicial para la desulfuración. El punto de fusión de los sulfuros de tierras raras es más alto que la temperatura de solidificación del acero, y es fácil que floten en el acero fundido y entren en la escoria, lo que permite la desulfuración y reduce el número de inclusiones en el acero. Los sulfuros de tierras raras que quedan en el acero también se distribuyen dentro de los granos en forma esférica y son inclusiones Tipo I. El efecto adverso de los elementos de tierras raras en el acero para reducir el azufre ha sido confirmado durante mucho tiempo por trabajos de investigación en China y otros países, y China, Japón y Estados Unidos también han informado sobre su aplicación en la producción.
La capacidad de unión de los elementos de tierras raras al N es ligeramente menor que la del Al, que puede formar nitruros de tipo REN y tiene un fuerte efecto de desnitrificación en el acero.
(2) Metamorfismo. Muchos trabajos de investigación han confirmado el papel de los elementos de tierras raras en la reducción de las regiones cristalinas columnares y la expansión de las regiones cristalinas equiaxiales en el acero de baja aleación. Al mismo tiempo, los elementos de tierras raras también tienen el efecto de refinar los granos de cristal equiaxiales. También hay informes de que agregar aleaciones de tierras raras al acero fundido con un contenido de carbono más bajo tiene el efecto de suprimir la estructura de Weinstein.
(3) Efecto de aleación. El papel principal de los elementos de tierras raras en el acero con bajo contenido de carbono es la purificación y la modificación, pero también existe un cierto grado de efecto de microaleación. Los elementos de tierras raras tienen cierta solubilidad sólida en el hierro, lo que ha sido confirmado por muchos trabajos de investigación tanto a nivel nacional como internacional. Sin embargo, el mecanismo de fortalecimiento de su solución sólida aún necesita más exploración. Algunas personas también proponen que cuando se agregan aleaciones de tierras raras al acero fundido, su cantidad residual en el acero debe controlarse estrictamente. El exceso de elementos de tierras raras puede formar una mezcla eutéctica de bajo punto de fusión con el hierro, lo que provoca la segregación en los límites de los granos y la fragilización durante la solidificación del acero fundido.
En resumen, debe reconocerse que los elementos de tierras raras tienen muchos efectos beneficiosos en el acero. Sin embargo, el principal problema en la aplicación de elementos de tierras raras es que la estabilidad del control del proceso es difícil de garantizar, y las condiciones para utilizar plenamente sus efectos beneficiosos aún necesitan una mayor comprensión. Los procesos de fundición relevantes también deben optimizarse aún más.
Un problema común en el tratamiento del acero fundido con aleaciones de tierras raras en la producción de fundición de acero es que el tapón y la boquilla de la cuchara de vertido inferior tienden a formar nódulos, lo que afecta la operación de vertido. La razón principal es que después de que la tierra rara en el acero fundido reaccione con refractarios con alto contenido de alúmina para formar aluminato de tierra rara, las inclusiones de tierra rara subsiguientes se adherirán a su superficie y se sinterizarán. La solución a este problema es reducir el contenido de oxígeno y azufre en el acero y reducir las inclusiones; Evitar la oxidación secundaria del acero fundido; En lugar de utilizar tapones con alto contenido de alúmina y ladrillos de inyección, utilice materiales refractarios de arcilla o magnesio.
