專利名稱：一種煉鋼用包芯線及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鋼水夾雜變性、改善鋼材性能及合金化的包芯線，屬于冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
包芯線喂線技術(shù)是近年興起的一種爐外精煉手段，被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代煉鋼的喂線技術(shù)中。合金包芯線用于煉鋼，能凈化鋼液，改變夾雜物形態(tài)，提高鋼水可鑄性和力學(xué)性能，并能顯著提高鐵合金的收得率，降低煉鋼成本，其經(jīng)濟(jì)效果顯著，采用喂線技術(shù)比噴粉和直接加入合金塊有更大的優(yōu)越性1、喂線法對鋼液的成份可進(jìn)行微調(diào)控制(例B、Ti元素)，合金收得率大幅提高(Ca可近于30％)。2、喂線法處理鋼液，鋼液反映平穩(wěn)、均勻，避免二次氧化，夾雜物上浮速率快，成分均勻，凈化鋼液好。3、喂線法可避免將氣體帶入鋼液中。4、喂線法適應(yīng)性強(qiáng)，一次性投資少，占用面積小，應(yīng)用范圍廣。5、喂線法設(shè)備簡單，操作簡便，無環(huán)境污染。
目前使用的含鈣合金粉的包芯線(主要有SiCa和FeCa兩種)，這種包芯線在控制夾雜、改善鋼液的澆注性能方面效果顯著，但實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，因含鈣合金粉易受潮，隨存放時間的延長，在喂線過程中會引起鋼液的增氫，實(shí)際使用時鋼液的增氫量在0.3～0.6ppm之間，平均為0.4ppm，由于向鋼液喂含鈣合金粉的處理工序往往是連鑄前的最后一道工序，如此大的增氫量在生產(chǎn)[H]含量要求嚴(yán)格的鋼種，如鋼軌鋼時，易導(dǎo)致鋼中氫超出控制要求，產(chǎn)生廢品。對于其它鋼種而言，也有可能因鋼中氫含量的增高，導(dǎo)致出現(xiàn)白點(diǎn)、裂紋等質(zhì)量缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可防止其芯層受潮的包芯線。
本發(fā)明提供的煉鋼用包芯線，包括采用外殼包裹芯粉形成的線體，外殼采用鐵質(zhì)材料制作，芯層為包芯線合金粉，其特征在于至少在線體頭部和尾部的芯層設(shè)置金屬材料形成的阻隔段(1)。阻隔段可有效防止存儲和喂線過程中，包芯線芯層直接與空氣接觸，避免包芯線芯層受潮。阻隔段長度可根據(jù)實(shí)際情況選擇，通常可以是5～10m。
根據(jù)喂線長度，可以在線體上沿長度方向間隔設(shè)置有多個阻隔段。阻隔段可以均勻分布，方便喂線時機(jī)械化操作。
阻隔短的材質(zhì)可以是對煉鋼無影響的金屬或金屬合金，也可以采用吸潮性低、對鋼質(zhì)無污染的金屬粉(比如鐵粉、鋼粉或鋁粉)。所述芯層為含鈣合金粉如硅鈣、硅錳鈣、硅鈣鋇、硅鋁鋇鈣、鋁鈣、鐵鈣或純鈣等等。
本發(fā)明提供的制備權(quán)利要求1所述的煉鋼用包芯線的方法，包括以下步驟(1)將鐵皮或帶鋼開卷，進(jìn)入包芯線生產(chǎn)機(jī)組；(2)將含鈣合金粉和金屬粉裝入料倉；(3)在鐵皮或帶鋼的前端放入金屬粉，其后放入包芯線合金粉，通過包芯線機(jī)組用鐵皮或鋼帶包裹金屬粉和包芯線合金粉，形成外殼包裹的，前端有阻隔段的線體，繼續(xù)包裹至尾部，再次放入金屬粉至包裹結(jié)束成卷即得。
進(jìn)一步地，根據(jù)實(shí)際喂線情況，可以在包芯線頭尾之間，在鐵皮內(nèi)部包入n處金屬粉段形成間隔的阻隔段，將包芯線合金粉分為n+1段，其中n為大于0的自然數(shù)。
由于本發(fā)明提供的包芯線在每卷包芯線的頭部、尾部或根據(jù)喂線長度確定的固定位置處，包入金屬粉，可以達(dá)到隔絕空氣與鈣合金粉直接接觸，防止鈣合金粉吸潮，從而降低或避免喂線過程中鋼液增氫，鋼液的增氫量可低于0.1ppm。
總之，本發(fā)明提供的包芯線具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明提供的包芯線具有良好的夾雜變性效果，且能夠降低或防止鋼液增氫。
2、本發(fā)明提供的包芯線中加入鐵粉或鋼粉等金屬粉不會對鋼水質(zhì)量帶來不利影響。
3、本發(fā)明提供的包芯線，能夠滿足對[H]含量控制嚴(yán)格的鋼種的生產(chǎn)需要，減少因鋼液氫含量超標(biāo)而產(chǎn)生的廢品，同時也能避免因氫含量高而導(dǎo)致的鋼材質(zhì)量缺陷，從而提高鋼材的成材率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
4、本發(fā)明提供的包芯線能夠延長含鈣包芯線的存放時間，有利于對氫含量要求嚴(yán)格的鋼種的生產(chǎn)組織和原料管理。


圖1實(shí)施例1制備的包芯線示意圖。
圖2實(shí)施例2制備的包芯線示意圖。
其中，3為外殼，1為阻隔段，2為芯層。
下面結(jié)合附圖對本案作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)理解為是對本發(fā)明的限制。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的包芯線示意圖見圖1和圖2。
在連續(xù)生產(chǎn)爐數(shù)較多時，可采用圖1的方案。圖1所述的包芯線是在外殼3內(nèi)包入吸潮性低的、對鋼質(zhì)無污染的金屬粉形成阻隔段1和芯層2，其中，阻隔段1設(shè)置在包芯線的頭部和尾部外殼3內(nèi)。所述阻隔段1包入吸潮性低的金屬粉，可以為鐵粉、鋼粉等。所述芯層2是包芯線合金粉，即包芯線常規(guī)使用的合金粉，如含鈣合金粉。
在需要進(jìn)行鈣處理的鋼種連續(xù)生產(chǎn)爐數(shù)較少，生產(chǎn)間隔較長時，可采用圖2的方案，阻隔段1的位置可根據(jù)喂線長度來確定，在包芯線頭部、尾部之間，外殼3內(nèi)部設(shè)置n處阻隔段1，將芯層2的包芯線合金粉分為n+1段。n為大于0的自然數(shù)。
如在鈣處理時需喂入200m的包芯線，則在包線過程中，頭部包入5～10m長鐵粉，然后包入鈣合金粉，距離頭部200m處包入5～10m長的鐵粉，然后再包入200m含鈣合金粉2，包入5～10m長的鐵粉......最后在尾部包入5～10m長的鐵粉，這樣能夠確保每次喂線完成后，鈣合金粉不與空氣接觸。
根據(jù)實(shí)際情況，阻隔段可整卷可均勻分布，方便機(jī)械化操作，也可根據(jù)實(shí)際喂線情況，選擇特定位置設(shè)置阻隔短。
進(jìn)一步地，所述含鈣合金粉可以是硅鈣、硅錳鈣、硅鈣鋇、硅鋁鋇鈣、鋁鈣、鐵鈣或純鈣等含鈣≥15％的含鈣合金粉。
以下是具體實(shí)施例，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。本領(lǐng)域技術(shù)人員科可以根據(jù)實(shí)際需要，對其它包芯線作出類似的改進(jìn)，包入吸潮性低的、對冶煉金屬無污染的其它金屬粉，達(dá)到隔絕包芯線合金粉與空氣隔絕的目的，凡基于本發(fā)明上述思想內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1本發(fā)明含鈣包芯線的制備本發(fā)明提供的包芯線的制備方法為(1)將包芯線用鐵皮(寬52mm，厚0.38mm)上包裝架開卷，進(jìn)入包芯線生產(chǎn)機(jī)組；(2)將硅鈣合金粉(含鈣≥15％)和鐵粉裝入料倉；
(3)在鐵皮的前端至5～10m處單獨(dú)放入金屬粉，其后放入硅鈣合金粉，通過包芯線機(jī)組將芯粉包裹在鐵皮內(nèi)，在距尾部10m處再次放入鐵粉至包裹結(jié)束，制成外徑為Φ12mm的包芯線，包芯過程中由卷取機(jī)將包裹好的包芯線卷成卷，每卷包芯線長2800～3000m。同時制備對比試驗(yàn)用的“硅鈣包芯線”。
利用上述制備方法生產(chǎn)的包芯線用于生產(chǎn)要求[H]≤1.5ppm的齒輪鋼時，喂線前后與原硅鈣包芯線的鋼液增氫量對比情況見表1。
表1

實(shí)施例2本發(fā)明含鈣包芯線的制備本發(fā)明提供的包芯線的制備方法為(1)將包芯線用鋼帶(寬52mm，厚0.38mm)上包裝架開卷，進(jìn)入包芯線生產(chǎn)機(jī)組；(2)將純鈣粉和鐵粉分別裝入料倉；(3)在帶鋼的前端至5～10m處單獨(dú)放入金屬粉，其后同時包入純鈣和鐵粉，其重量比為純鈣30％，鐵粉70％，通過包芯線機(jī)組將芯粉包裹在鐵皮內(nèi)。
(4)根據(jù)包芯過程的長度記錄儀，每包裹600m時關(guān)閉純鈣料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉后再打開純鈣料倉閥門，按前述重量比同時放入純鈣與鐵粉。至本卷尾部前10m處關(guān)閉純鈣料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉，結(jié)束包裹。包芯線的外徑為Φ12mm，每卷包芯線長3000～3200m。同時制備對比試驗(yàn)用的“鐵鈣包芯線”。
利用上述方法生產(chǎn)的包芯線用于生產(chǎn)[H]≤1.5ppm的鋼軌鋼時，喂線前后與原鐵鈣包芯線的鋼液增氫量對比情況見表2。
表2

上述結(jié)果表明，使用該包芯線后，鋼液的增氫量控制在≤0.1ppm以下，且多數(shù)爐次基本不增氫。
實(shí)施例3本發(fā)明含鈣包芯線的制備本發(fā)明提供的包芯線的制備方法為(1)將包芯線用鐵皮(寬52mm，厚0.38mm)上包裝架開卷，進(jìn)入包芯線生產(chǎn)機(jī)組；(2)將純鈣粉和鐵粉分別裝入料倉；(3)在鐵皮前5～10m單獨(dú)放入鐵粉，其后同時放入純鈣和鐵粉，其重量比為純鈣24％，鐵粉76％，通過包芯線機(jī)組將芯粉包裹在鐵皮內(nèi)。
(4)根據(jù)包芯過程的長度記錄儀，每包裹800m時關(guān)閉純鈣料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉后再打開純鈣料倉閥門，按前述重量比同時放入純鈣與鐵粉。至本卷尾部前10m處關(guān)閉純鈣料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉，結(jié)束包裹。包芯線的外徑為Φ12mm，每卷包芯線長3200～3500m。同時制備對比試驗(yàn)用的鐵鈣包芯線。
利用上述方法生產(chǎn)的包芯線用于生產(chǎn)[H]≤1.5ppm的高速鋼軌鋼時，喂線前后與原鐵鈣包芯線的鋼液增氫量對比情況見表3。
表3

上述結(jié)果表明，使用該包芯線后，鋼液的增氫量控制在≤0.1ppm以下，且多數(shù)爐次基本不增氫。
實(shí)施例4本發(fā)明含鈣包芯線的制備本發(fā)明提供的包芯線的制備方法為(1)將包芯線用鐵皮(寬52mm，厚0.38mm)上包裝架開卷，進(jìn)入包芯線生產(chǎn)機(jī)組；(2)將硅鈣鋇合金粉(含鈣≥20％)和鐵粉分別裝入料倉；(3)在鐵皮前5～10m單獨(dú)放入鐵粉，其后關(guān)閉鐵粉料倉閥門，放入硅鈣鋇合金粉，通過包芯線機(jī)組將芯粉包裹在鐵皮內(nèi)。
(4)根據(jù)包芯過程的長度記錄儀，每包裹800m時關(guān)閉硅鈣鋇合金粉料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉后再關(guān)閉鐵粉料倉閥門，打開硅鈣鋇合金粉料倉閥門，放入硅鈣鋇合金粉。至本卷尾部前10m處關(guān)閉硅鈣鋇料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉，結(jié)束包裹。包芯線的外徑為Φ12mm，每卷包芯線長2800～3000m。同時制備對比試驗(yàn)用的硅鈣鋇包芯線。
利用上述方法生產(chǎn)的包芯線用于生產(chǎn)[H]≤1.5ppm的高速鋼軌鋼時，喂線前后與原硅鈣鋇包芯線的鋼液增氫量對比情況見表4。
表4

上述結(jié)果表明，使用該包芯線后，鋼液的增氫量控制在≤0.1ppm以下。
實(shí)施例5本發(fā)明含鈣包芯線的制備本發(fā)明提供的包芯線的制備方法為(1)將包芯線用鐵皮(寬52mm，厚0.38mm)上包裝架開卷，進(jìn)入包芯線生產(chǎn)機(jī)組；(2)將硅鋁鋇鈣合金粉(含鈣≥20％)和鐵粉分別裝入料倉；(3)在鐵皮前5～10m單獨(dú)放入鐵粉，其后關(guān)閉鐵粉料倉閥門，放入硅鋁鋇鈣合金粉，通過包芯線機(jī)組將芯粉包裹在鐵皮內(nèi)。
(4)根據(jù)包芯過程的長度記錄儀，每包裹800m時關(guān)閉硅鋁鋇鈣合金粉料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉后再關(guān)閉鐵粉料倉閥門，打開硅鋁鈣鋇合金粉料倉閥門，放入硅鋁鈣鋇合金粉。至本卷尾部前10m處關(guān)閉硅鋁鈣鋇料倉閥門，單獨(dú)放入10m長的鐵粉，結(jié)束包裹。包芯線的外徑為Φ12mm，每卷包芯線長2800～3000m。同時制備對比試驗(yàn)用的硅鋁鋇鈣包芯線。
利用上述方法生產(chǎn)的包芯線用于生產(chǎn)[H]≤1.5ppm的齒輪鋼時，喂線前后與原硅鋁鋇鈣包芯線的鋼液增氫量對比情況見表5。
表5

上述結(jié)果表明，使用該包芯線后，鋼液的增氫量控制在≤0.2ppm以下。
權(quán)利要求
1.一種煉鋼用包芯線，包括采用外殼(3)包裹芯層(2)形成的線體，外殼(3)采用鐵質(zhì)材料制作，芯層(2)為包芯線合金粉，其特征在于至少在線體頭部和尾部的芯層(2)設(shè)置金屬材料形成的阻隔段(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鋼用包芯線，其特征在于所述阻隔段(1)采用吸潮性低、對鋼質(zhì)無污染的金屬粉，芯層(2)為含鈣合金粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煉鋼用包芯線，其特征在于所述阻隔段(1)為鐵粉、鋼粉或鋁粉，所述含鈣合金粉為硅鈣、硅錳鈣、硅鈣鋇、硅鋁鋇鈣、鋁鈣、鐵鈣或純鈣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煉鋼用包芯線，其特征在于在線體上沿長度方向間隔設(shè)置有多個阻隔段(1)。
5.制備權(quán)利要求2所述的煉鋼用包芯線的方法，包括以下步驟(1)將鐵皮或帶鋼開卷，進(jìn)入包芯線生產(chǎn)機(jī)組；(2)將含鈣合金粉和金屬粉裝入料倉；(3)在鐵皮或帶鋼的前端放入金屬粉，其后放入包芯線合金粉，通過包芯線機(jī)組用鐵皮或鋼帶包裹金屬粉和包芯線合金粉，形成外殼(3)包裹的，前端有阻隔段(1)的線體，繼續(xù)包裹至尾部，再次放入金屬粉至包裹結(jié)束成卷即得。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煉鋼用包芯線的制備方法，其特征在于包芯線頭尾之間，在鐵皮內(nèi)部包入n處5～10m長的金屬粉段形成間隔的阻隔段(1)，將包芯線合金粉分為n+1段，其中n為大于0的自然數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鋼水夾雜變性、改善鋼材性能及合金化的包芯線，所述煉鋼用包括采用外殼(3)包裹芯層(2)形成的線體，外殼(3)采用鐵質(zhì)材料制作，芯層(2)為包芯線合金粉，其特征在于至少在線體頭部和尾部的芯層(2)采用吸潮性低、對鋼質(zhì)無污染的金屬粉形成阻隔段(1)。此外，也可根據(jù)喂線長度，在線體上沿長度方向間隔設(shè)置有多個阻隔段(1)。本發(fā)明提供的包芯線可以達(dá)到隔絕空氣與鈣合金粉直接接觸，防止鈣合金粉吸潮，從而降低或避免喂線過程中鋼液增氫，能夠滿足對[H]含量控制嚴(yán)格的鋼種的生產(chǎn)需要。
文檔編號C21C7/00GK101024860SQ20071004835
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者曾建華, 李桂軍, 文永才, 陳永, 楊素波, 黎光正, 冉茂倫 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院