專利名稱：煉鋼用鈣-鋁酸鈣包芯線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項(xiàng)發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣的包芯線。
背景技術(shù)：
鋼鐵冶煉過程中，爐外精煉工藝得到了廣泛的應(yīng)用。爐外精煉工藝可進(jìn)一步脫硫、脫氧 和夾雜物變性處理，以便生產(chǎn)出更高品質(zhì)的合金鋼，滿足工農(nóng)業(yè)發(fā)展建設(shè)的需求。在爐外精 煉后步處理工藝中，依據(jù)不同的精煉設(shè)備可將其分為兩大類方法， 一種是鋼包噴粉法， 一種 是鋼包喂線法。其中鋼包噴粉法的脫硫脫氧效果相對(duì)較好，但所使用的噴吹設(shè)備比較復(fù)雜， 投資較多，操作有一定的難度，且鋼水溫降大。因此對(duì)于部分精煉要求不高的鋼種可以采用 第二種方法，即鋼包喂線法。鋼包喂線是將含有精煉用的粉劑制成鋼皮包芯線，操作時(shí)利用 簡(jiǎn)單的喂線機(jī)直接將包有精煉粉劑的包芯線拋射到鋼水中，包芯線的包皮熔化后里面的粉劑
分散到鋼液中，同其中的雜質(zhì)如[s] 、 [o]等進(jìn)行反應(yīng)，生成物快速上浮，以此實(shí)現(xiàn)鋼水精煉
的目的。
在目前實(shí)施的鋼包喂線工藝中，鋼鐵企業(yè)通常采用的包芯線主要有CaSi包芯線和Fe-Ca 包芯線兩種。上述兩種包芯線已經(jīng)能夠滿足部分鋼種精煉的技術(shù)要求，但相對(duì)而言還不十分 理想，這是因?yàn)槲笴aSi線時(shí)會(huì)出現(xiàn)鋼水增硅現(xiàn)象，硅含量的增加也要影響到鋼的最終性能。 采用喂Fe-Ca包芯線時(shí)不會(huì)出現(xiàn)前述的增硅現(xiàn)象，但包裝在包芯線內(nèi)部的Fe-Ca粉進(jìn)入到鋼 液中后金屬鈣將快速氣化，容易產(chǎn)生大氣團(tuán)，在其尚未同鋼中雜質(zhì)接觸反應(yīng)之時(shí)就已經(jīng)上浮 到了鋼水的表面，使得金屬鈣的收得率較低，造成資源的浪費(fèi)。因此，發(fā)明制造能夠帶來更 好的冶金效果包芯線，就成了冶金工作者的一項(xiàng)重要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決CaSi包芯線和Fe-Ca包芯線的不足，發(fā)明者經(jīng)長(zhǎng)期試驗(yàn)研究，開發(fā)出一種新型 復(fù)合包芯線，該種包芯線內(nèi)的主要成分為金屬鈣，在其基礎(chǔ)上加入一定數(shù)量的鋁酸鈣系預(yù)熔 渣，將兩種粉劑復(fù)合在一起，包裝成新的鈣-鋁酸鈣包芯線，供煉鋼生產(chǎn)中爐外精煉時(shí)使用， 獲得了良好的冶煉效果。
選擇鈣-鋁酸鈣粉劑作為包芯線內(nèi)的粉劑材料，主要基于氣泡分割及分層氣化理論。金
屬鈣是一種較強(qiáng)的脫氧脫硫劑，其熔點(diǎn)為843°C，氣化溫度為1484°C。在鋼水溫度(1560-1620
°C)下，金屬鈣將迅速熔化并氣化。而設(shè)計(jì)的鋁酸鈣系預(yù)熔渣的熔點(diǎn)在134(TC-150(TC左右，
因此包芯線內(nèi)的鈣-鋁酸鈣粉劑進(jìn)入到鋼液中后，在鋼水溫度下很快就將熔融成具有一定體積 的球團(tuán)化渣球，由于鋁酸鈣是非金屬物質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)較小，會(huì)抑制鈣的氣化。由于鋁酸鈣系 預(yù)熔渣的存在，使得渣球中的金屬鈣粉和鋁酸鈣粉均處于彌散分布的狀態(tài)，鈣-鋁酸鈣粉劑一 經(jīng)形成球團(tuán)化渣球后，在鋁酸鈣的分割下處于球團(tuán)表面彌散分布的各金屬鈣微粉顆粒會(huì)立刻 氣化進(jìn)入到鋼液中，形成微小的金屬鈣氣泡，這在某種程度上必然避免或抑制了金屬鈣氣化 時(shí)大氣泡的形成，這些金屬鈣微小氣泡在鋼水中亦呈彌散分布，從而增加鈣與鋼液的接觸面 積和接觸時(shí)間，有利于脫氧脫硫的進(jìn)行，并有效的提高了金屬鈣的收得率；金屬鈣微粉氣化 時(shí)將周邊鋁酸鈣預(yù)熔渣爆炸分割成微小顆粒，并從渣球表面分離到鋼液中，形成細(xì)小的液滴， 這樣就極大地增大了預(yù)熔渣和鋼液的接觸面積，且小液滴上浮速度較慢，增加了預(yù)熔渣和鋼 液的接觸時(shí)間，它在上浮的過程中會(huì)一路捕捉鋼液中各種夾雜物進(jìn)入渣層，促進(jìn)脫氧脫硫反 應(yīng)的進(jìn)行。上述金屬鈣和預(yù)熔渣因氣化或熔化而離開渣球的過程是一個(gè)分層進(jìn)行的過程，渣 球表層的鈣-鋁酸鈣氣化、液化后，位居次層的鈣-鋁酸鈣繼續(xù)進(jìn)行，如此繼續(xù)。直到全部結(jié) 束。 '
本項(xiàng)發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的鈣-鋁酸鈣包芯線的制作方法如下
1. 將鈣粉劑和鋁酸鈣系預(yù)熔渣粉劑按一定的比例混合在一起，制成鈣-鋁酸鈣復(fù)合粉 劑；
2. 利用包線機(jī)將制好的復(fù)合粉劑制成包芯線，其包芯線直徑為O=10~16mm。 為了獲得最好冶金效果，預(yù)熔渣鋁酸鈣中的成分以偏鋁酸鈣12Ca0 7A1203為宜。
制成的鈣-鋁酸鈣脫硫粉劑的組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為
成分CaCa0A1203其他
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)0-5020-5030-50余量
使用該種工藝可以獲得如下的積極效果
1、 節(jié)約金屬鈣粉資源，脫硫效果顯著。復(fù)合粉劑噴到鋼水包內(nèi)由于鋁酸鈣的分割作用， 可使金屬鈣汽化成彌散分布的微小氣泡，增大了反應(yīng)界面積，使金屬鈣與硫、氧的接 觸更加充分，提高了金屬鈣的利用率，節(jié)約了寶貴的物資資源。
2、 使鋼水更加純凈化。復(fù)合粉劑中的鋁酸鈣進(jìn)入鐵水后其自身還能迅速形成細(xì)小液態(tài)渣 滴，在其上浮過程中，不斷更新與鐵水的接觸面，吸附脫硫脫氧產(chǎn)物，帶入頂渣中， 提高金屬鈣脫硫脫氧效率。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為STSC鋼，鑄薄板坯，經(jīng)LF爐精煉后，直接喂金屬鈣和 鋁酸鈣系預(yù)熔渣包芯線。其芯線組成為Ca: 27%， CaO: 37% A1203: 33%，其他3%，包芯線 直徑013mrn，喂線速度150m/min，喂入400m，鑄坯取樣進(jìn)行金相分析，鋼中非金屬夾雜物 為球狀的含鈣、鈦的夾雜物，夾雜物尺寸小于30w。經(jīng)喂線處理后，鋼中硫含量由200ppm 減少至150ppm。 實(shí)施例2
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為ST12低碳鋼，鑄薄板坯，出鋼后采用包內(nèi)合金化后， 經(jīng)LF爐精煉升溫調(diào)成分后，直接喂金屬鈣和鋁酸鈣系預(yù)熔渣包芯線。其粉劑組成為Ca: 25%， CaO: 38%A1203: 35%，其他2%，包芯線直徑013mrn，喂線速度180m/min，喂入450m，鑄坯 取樣進(jìn)行金相分析，鋼中非金屬夾雜物為球狀的含鈣、鈦的復(fù)合夾雜物，夾雜物尺寸均小于 30y 。經(jīng)喂線處理后，鋼中硫含量由195ppm減少至135ppm。 實(shí)施例3
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為STSC鋼，鑄薄板坯，經(jīng)LF爐精煉后，直接喂金屬鈣和 鋁酸鈣系預(yù)熔渣包芯線。其芯線組成為Ca: 0%， CaO: 50%A1203: 50%,包芯線直徑①13腿， 喂線速度150m/min，喂入400m，鑄坯取樣進(jìn)行金相分析，鋼中非金屬夾雜物為球狀的含鈣、 鈦的夾雜物，夾雜物尺寸小于30u 。經(jīng)喂線處理后，鋼中硫含量由200ppm減少至150ppm。 實(shí)施例4
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為ST12低碳鋼，鑄薄板坯，出鋼后采用包內(nèi)合金化后， 經(jīng)LF爐精煉升溫調(diào)成分后，直接喂金屬鈣和鋁酸鈣系預(yù)熔渣包芯線。其粉劑組成為Ca: 50%， CaO: 20%A1203: 30%,包芯線直徑①13mm，喂線速度180ra/min，喂入450m，鑄坯取樣進(jìn)行金 相分析，鋼中非金屬夾雜物為球狀的含鈣、鈦的復(fù)合夾雜物，夾雜物尺寸均小于30y。經(jīng)喂 線處理后，鋼中硫含量由195ppm減少至135ppm。
權(quán)利要求
1.一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣粉劑的包芯線，其特征在于包芯線內(nèi)還含有一定數(shù)量利用鋁酸鈣制取的粉劑，整個(gè)粉劑的化學(xué)組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0≤Ca≤50，20≤CaO≤55，20≤Al2O3≤55，其他為余量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣粉劑的包芯線，其特征在于 包芯線內(nèi)所含鋁酸鈣粉劑中的成分為接近12CaO'7Al203，熔點(diǎn)應(yīng)低于150CTC 。
全文摘要
本項(xiàng)發(fā)明涉及一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣的包芯線，其特征在于包芯線內(nèi)還含有一定數(shù)量利用硅酸鈣制取的粉劑，其中偏鋁酸鈣12CaO·7Al₂O₃粉劑最佳。利用該種包芯線進(jìn)行爐外精煉能明顯提高金屬鈣的利用率，減少鋼水溫降，獲得滿意的冶金效果。
文檔編號(hào)C21C7/04GK101168787SQ20071015858
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者孫中強(qiáng) 申請(qǐng)人:孫中強(qiáng)