復(fù)合氮合金包芯線及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合氮合金包芯線及其制備方法，屬于鋼水精煉【技術(shù)領(lǐng)域】。該包芯線由內(nèi)芯材料和包覆層組成，內(nèi)芯材料是由釩鐵、氮化釩鐵、氮化釩、氮化硅鐵、氮化硅錳、氮化鈦鐵、硼鐵、氮化硼鐵、鈮鐵以及氮化鈮鐵中的三種以上混合而成，內(nèi)芯材料中至少包括二種以上的氮化物或氮化合金；包覆層是光亮鋼帶。該包芯線的制備方法是：首先制備內(nèi)芯材料，按要求的氮含量、合金元素含量以及目標(biāo)鋼種的種類進(jìn)行配料，然后進(jìn)行磨粉、混勻以及造粒制成內(nèi)芯材料，然后用光亮鋼帶將內(nèi)芯材料包覆成圓形的包芯線。本發(fā)明提供的包芯線能夠提高合金化元素強(qiáng)化效果以及優(yōu)化微合金化工藝，達(dá)到穩(wěn)定目標(biāo)鋼種性能以及降低成本的目的。
【專利說明】復(fù)合氮合金包芯線及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼水精煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種復(fù)合氮合金包芯線及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冶金行業(yè)生產(chǎn)高強(qiáng)度抗震鋼以及耐磨、耐蝕鋼，往往通過微合金化技術(shù)路徑，微合金化常用元素有:V、Nb、T1、B、S1、Mn、N。這些元素的不同含量、不同組成以及不同的微合金化方式，均給目標(biāo) 鋼種的相關(guān)性能帶來不同的影響。目前微合金化存在的主要技術(shù)問題是:合金元素單一、微合金化強(qiáng)化效果不充分、工藝狀態(tài)可控性差，目標(biāo)鋼種性能不穩(wěn)定，綜合成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對目前鋼水微合金化存在的技術(shù)問題，提供一種復(fù)合氮合金包芯線，以改變元素單一從而提高合金化元素強(qiáng)化效果以及優(yōu)化微合金化工藝，達(dá)到穩(wěn)定目標(biāo)鋼種性能以及降低成本的目的。
[0004]本發(fā)明所提供的復(fù)合氮合金包芯線由內(nèi)芯材料和包覆層組成，所述內(nèi)芯材料是由釩鐵、氮化釩鐵、氮化釩、氮化硅鐵、氮化硅錳、氮化鈦鐵、硼鐵、氮化硼鐵、鈮鐵以及氮化鈮鐵中的三種以上混合而成，所述內(nèi)芯材料中至少包括二種以上的氮化物或氮化合金；所述包覆層是光亮鋼帶。
[0005]本發(fā)明所提供的復(fù)合氮合金包芯線的制備方法具體步驟如下:
(I)制備內(nèi)心材料:
在釩鐵、氮化釩鐵、氮化釩、氮化硅鐵、氮化硅錳、氮化鈦鐵、硼鐵、氮化硼鐵、鈮鐵以及氮化鈮鐵中選擇三種以上，按要求的氮含量、合金元素含量以及目標(biāo)鋼種的種類進(jìn)行配料；將所選擇的材料，分別破碎成0.1~0.35_顆粒，然后進(jìn)行磨粉、混勻以及造粒制備成所述內(nèi)芯材料。
[0006](2)制備包芯線:
用光亮鋼帶將所述步驟(1)制備的內(nèi)芯材料包覆成圓形的包芯線，所述包芯線的直徑為Φ8~26毫米。
[0007]本發(fā)明提供的包芯線在用于冶煉HRB500鋼種，所述包芯線內(nèi)芯材料中氮質(zhì)量含量的優(yōu)選范圍為0.015%~0.03%。
[0008]本發(fā)明提供的包芯線可以在較寬的范圍合理調(diào)整氮與合金化元素的比值，以釩合金為例，如冶煉HRB500E鋼種，所述包芯線內(nèi)芯材料中質(zhì)量比優(yōu)選V/N=2.0~3.7。
[0009]本發(fā)明具有以下技術(shù)特點:
1、針對目標(biāo)鋼種，氮和多種合金元素同時存在，可以有效提高微合金化對鋼的析出強(qiáng)化，細(xì)化晶粒的綜合效果。
[0010]2、可以較為準(zhǔn)確地控制鋼中總含氮量，例如:HRB500鋼種，氮質(zhì)量含量的適宜范圍為 0.015% ~0.03%。[0011]3、可以在較寬的范圍合理調(diào)整氮與合金化元素的比值，以釩合金為例，如HRB500E鋼種，V/N=2.0~3.7為宜。
[0012]4、可以同時添加特定作用的微量合金元素，達(dá)到特定的目的。例如:添加硼元素通過抑制鋼中奧氏體晶界上形核的延遲轉(zhuǎn)變，而提高鋼的淬適性和升高了珠光體轉(zhuǎn)變溫度。
[0013]5、用復(fù)合氮合金包芯線進(jìn)行鋼水微合金化與以前的鋼水微合金化工藝相比，工藝過程穩(wěn)定，可控性好。在達(dá)到同等功效的前提下，可以大幅度降低成本，噸鋼成本可以降低27元~51元。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:某鋼廠轉(zhuǎn)爐公稱容量為300噸，出鋼量為290~310噸，使用本發(fā)明的復(fù)合氮合金包芯線，目標(biāo)鋼種HRB500E。其包芯線內(nèi)芯材料為:氮化釩、氮化硅鐵、氮化硅錳、氮化硼鐵。成分質(zhì)量含量為 N:28.6%, V:33.5%, B:2.8%, S1:16.9%, Mn:4.7%, Fe:12.2%, C:
0.5%，其余成分為少量S、P、Ca、Mg等。包芯線線徑為Φ26。用雙道喂線機(jī)直接將該包芯線喂入鋼包鋼水中，喂線速度120~150m/min，喂線用量2.1~2.8m/ts，成品鋼主要成分的質(zhì)量含量為:C:0.20 ~0.24%, Si:0.48 ~0.62%, Mn:L 33 ~L 57%, P:0.022 ~0.029%,S:0.017 ~0.023%, Als:0.003 ~0.010%,，V:0.040 ~0.069%, N:0.019 ~0.032%, B:0.001 ~0.002%。鋼材主要性能，O S:550 ~620MPa, σ b:680 ~730MPa, Λ S: 19 ~25%,其處理成本與原工藝成本相比噸鋼可降低42元。
[0015]實施例2:某鋼廠轉(zhuǎn)爐公稱容量為180噸，出鋼量為170~185噸，使用本發(fā)明的復(fù)合氮合金包芯線，目標(biāo)鋼種HRB500。其包芯線內(nèi)芯材料為:釩鐵、氮化硅鐵、氮化鈮鐵、硼鐵。成分質(zhì)量含量為 N :23.5%, V:27.8%, Nb:2.9%, B: 2.4%, Si:27.2%, Al:0.8%, Fe:13.7%,C:0.7%，其余成分為少量S、P、Ca、Mg等。包芯線線徑為Φ16。用通用喂線機(jī)直接將該包芯線喂入鋼包鋼水中，喂線速度100~140m/min，喂線用量2.7~3.2m/ts，成品鋼主要成分的質(zhì)量含量為:含量為 C:0.21 ~0.23%, S1:0.45 ~0.67%, Mn:1.30 ~1.56%, P:0.023 ~0.027%, S:0.016 ~0.025%, V:0.035 ~0.058%, Nb:0.003 ~0.005%, B:0.001 ~0.002%,N:0.017 ~0.029%。
鋼材主要性能，σ b:530 ~570MPa, σ s:640 ~690MPa, Λ S: 16 ~19%,
其處理成本與原工藝成本相比可降低51元。
[0016]實施例3:某鋼廠電爐公稱容量為60噸，出鋼量為65~75噸，使用本發(fā)明的復(fù)合氮合金包芯線，目標(biāo)鋼種HRB400。其包芯線內(nèi)芯材料為:氮化釩鐵、氮化硅錳、氮化鈦鐵、鈮鐵。成分質(zhì)量含量為 N:11.9%, V:26.3%, Nb: 2.5%, Si:26.8%,Mn:9.2%, Fe:13.5%, Ti:7.7%,Al:0.6%，C:0.4%。其余成分為少量S、P、Ca、Mg等。包芯線線徑為Φ8。用通用喂線機(jī)直接將該包芯線喂入鋼包鋼水中，喂線速度80~110m/min，喂線用量3.7~4.0m/ts，成品鋼主要成分的質(zhì)量含量為:C:0.20 ~0.23%, S1:0.46 ~0.58%, Mn:1.30 ~1.52%, P:0.020 ~
0.027%, S:0.015 ~0.020%，V:0.032 ~0.051%，N: 0.012 ~0.017%，T1: 0.01 ~0.03%, Nb:
0.001%。鋼材主要性能，O b:460 ~490MPa, σ s:580 ~630MPa, Λ S:27 ~26%，其處理成本與原工藝成本相比噸鋼可降低27元。
[0017]
【權(quán)利要求】
1.復(fù)合氮合金包芯線，其特征在于所述包芯線由內(nèi)芯材料和包覆層組成，所述內(nèi)芯材料是由釩鐵、氮化釩鐵、氮化釩、氮化硅鐵、氮化硅錳、氮化鈦鐵、硼鐵、氮化硼鐵、鈮鐵以及氮化鈮鐵中的三種以上材料混合而成，所述內(nèi)芯材料中至少包括二種以上的氮化物或氮化合金；所述包覆層是光亮鋼帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合氮合金包芯線，其特征在于所述包芯線在用于冶煉HRB500鋼種，所述包芯線內(nèi)芯材料中氮質(zhì)量含量為0.015%~0.03%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合氮合金包芯線，其特征在于所述包芯線在用于冶煉HRB500E鋼種，所述包芯線內(nèi)芯材料中釩氮質(zhì)量比為:V/N=2.0~3.7。
4.權(quán)利要求1所述復(fù)合氮合金包芯線的制備方法，其特征在于該制備方法具體步驟如下: (1)制備內(nèi)心材料: 在釩鐵、氮化釩鐵、氮化釩、氮化硅鐵、氮化硅錳、氮化鈦鐵、硼鐵、氮化硼鐵、鈮鐵以及氮化鈮鐵中選擇三種以上，按要求的氮含量、合金元素含量以及目標(biāo)鋼種的種類進(jìn)行配料；將所選擇的材料，分別破碎成0.1~0.35_顆粒，然后進(jìn)行磨粉、混勻以及造粒制備成所述內(nèi)芯材料； (2)制備包芯線: 用光亮鋼帶將所述步驟(1)制備的內(nèi)芯材料包覆成圓形的包芯線，所述包芯線的直徑為Φ8~26毫米。
【文檔編號】C21C7/00GK103966396SQ201410131544
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】陳來祥 申請人:陳來祥