一種包芯線和鋼液鈦合金化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種包芯線和對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該包芯線包括芯層和包裹所述芯層的外層，其中，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0.1-45重量％的鋁粉和0.5-30重量％的鎂粉。在保證鋼液具有較低夾雜物評(píng)級(jí)的情況下，本發(fā)明的包芯線無論是用在LF還是在RH精煉中對(duì)鋼液鈦合金化，均使得鈦的收得率可達(dá)到75％以上。
【專利說明】一種包芯線和鋼液鈦合金化的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包芯線和使用該包芯線進(jìn)行鋼液鈦合金化的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鈦是鋼中的強(qiáng)脫氧劑，其能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力，并能降低鋼的時(shí)效 敏感性和冷脆性，從而改善鋼的焊接性能。在煉鋼生產(chǎn)過程中，鈦能有效提高連鑄坯塑性， 在生產(chǎn)管坯鋼、裂紋敏感鋼種時(shí)，往往添加一定量鈦以避免產(chǎn)品的缺陷。
[0003] 目前，大多廠家對(duì)鋼的鈦合金化是直接將鈦鐵合金以塊狀形態(tài)加入到鋼液實(shí)現(xiàn) 的，但該方法使鈦的回收率較低，造成合金的損失。一般情況下，LF加入鈦鐵后鈦的收得率 不到70%，RH精煉加入鈦鐵后鈦的收得率不到75%。
[0004] CN202401117U公開了一種包芯線，該包芯線的芯層為鈦硅合金層，在該鈦硅合金 層和鋼皮層之間由內(nèi)到外依次包裹有網(wǎng)狀支撐層和氮化釩合金層。通過喂線機(jī)將該包芯線 喂入鋼液深處，可使鈦的回收率穩(wěn)定控制在75%以上，同時(shí)還能對(duì)鋼液進(jìn)行釩的合金化。
[0005] CN101260486A公開了一種低氮、低鋁鈦鐵及其制造方法和包芯線，所述低氮、低鋁 鈦鐵為70Fe-Ti合金，其中含有氮、鋁、硅、碳、磷和硫等雜質(zhì)元素。所公開的包芯線的芯層 由該低氮、低鋁鈦鐵制成，包裹所述芯層的外殼由鋼帶制成。該包芯線能穿過渣面直接喂入 鋼液中，芯層的損失量較小，使鈦鐵合金利用率比鈦鐵塊的高。
[0006] 由此可見，對(duì)鋼進(jìn)行鈦的合金化時(shí)，采用含有鈦鐵合金的包芯線較鈦鐵塊具有更 高的鈦回收率。然而，作為芯層的鈦鐵合金進(jìn)入鋼液中仍存在易熔解并氧化的缺陷，所以鈦 的收得率有待進(jìn)一步提1?。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鋼液鈦合金化后，鈦收得率較低的缺陷，從 而提供一種包芯線和使用該包芯線進(jìn)行鋼液鈦合金化的方法。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種包芯線，該包芯線包括芯層和包裹 所述芯層的外層，其中，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0. 1-45重量％的鋁粉和 0. 5-30重量％的鎂粉。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該方法包 括：在LF出站前或RH出站前，首先對(duì)鋼包內(nèi)的鋼液進(jìn)行底吹氬氣，使得鋼包渣面裸露的鋼 液面的直徑不大于30厘米，然后通過所述裸露的鋼液面向鋼包中喂入本發(fā)明的包芯線。 [0010] 在保證鋼液具有較低夾雜物評(píng)級(jí)的情況下，本發(fā)明的包芯線無論是用在LF還是 在RH精煉中對(duì)鋼液鈦合金化，均使得鈦的收得率可達(dá)到75%以上。
[0011] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0013] 圖1為本發(fā)明的包芯線的橫截面剖視圖。
[0014] 附圖標(biāo)記說明
[0015] 1芯層2外層

【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種包芯線，該包芯線包括：芯層1和包裹所述芯層1 的外層2,其中，所述芯層1含有鈦鐵合金、鋁粉和鎂粉。
[0018] 所述包芯線中的鈦鐵合金用于對(duì)鋼液進(jìn)行鈦的合金化，為了保證鈦合金化后的鋼 液的質(zhì)量，優(yōu)選所述鈦鐵合金中鈦的含量為60-80重量％，鐵的含量為20-40重量％。
[0019] 從原料易得的角度出發(fā)，所述鈦鐵合金進(jìn)一步優(yōu)選為70鈦鐵，S卩，所述鈦鐵合金 中，鈦的含量為65-75重量％，鐵的含量為25-35重量％。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的包芯線，為了防止所述鈦鐵合金中的鈦被鋼液氧化從而影響到所述 鈦鐵合金的使用性能，所述芯層中也含有鋁粉和鎂粉。
[0021] 具體地，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0. 1-45重量％的鋁粉和0. 5-30 重量％的鎂粉。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的包芯線，優(yōu)選所述芯層含有65-90重量％的鈦鐵合金、5-25重量％ 的鋁粉和1-15重量％的鎂粉，這樣在保證鋼液具有較高的鈦收得率的情況下，進(jìn)一步提高 鋼液的清潔度。
[0023] 本發(fā)明中，所述鈦鐵合金、鋁粉和鎂粉為本領(lǐng)域常規(guī)的金屬冶煉輔料，因此，均可 以含有不可避免的雜質(zhì)。由于不可避免的雜質(zhì)相對(duì)主要組分的含量非常小，在此忽略不計(jì)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的包芯線，為了便于所述包芯線中的芯層快速熔入鋼液內(nèi)，也便于包 芯線的芯層的制作，同時(shí)為了提高鈦的收得率，優(yōu)選所述鈦鐵合金以粉料形式存在。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述鈦鐵合金、鋁粉和鎂粉的粒徑均優(yōu)選為1-3毫 米。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的包芯線，所述外層可以為鋼皮。優(yōu)選地，所述外層為由低碳鋼制成的 鋼皮，以使所述外層具有較高的熔點(diǎn)，這樣可以進(jìn)一步避免將包芯線喂入鋼液后外層熔解 過快而影響所述鈦鐵合金的使用性能。優(yōu)選所述外層的厚度為2-5毫米。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明中所述外層的厚度，優(yōu)選所述低碳鋼為低碳冷軋帶鋼。
[0028] 所述包芯線的直徑可以根據(jù)喂絲機(jī)的要求進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選包芯線的 直徑為10-20毫米。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的包芯線的線重可以為100-300克/米。
[0030] 具有本發(fā)明前述組成的包芯線均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其制備方法可以為本領(lǐng)域 的常規(guī)選擇，例如可以按如下步驟進(jìn)行：
[0031] 首先將鈦鐵合金依次經(jīng)鄂式破碎機(jī)、雙輥機(jī)破碎和篩分制成粉料，然后與鋁粉、鎂 粉混合均勻，形成芯粉，再使用鋼皮（從而形成本發(fā)明所述外層）包裹該芯粉，最后使用精 整模軋實(shí)并精整成具有一定尺寸的圓柱線，即，得到包芯線。
[0032] 本發(fā)明還提供了一種對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該方法包括：在LF出站前或RH出 站前，首先對(duì)鋼包內(nèi)的鋼液進(jìn)行底吹氬氣，使得鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑不大于30厘 米，然后通過所述裸露的鋼液面向鋼包中喂入上述的包芯線。
[0033] -般地，所述鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑為待喂入的包芯線的直徑的10-20 倍。
[0034] 所述鋼液可以為L(zhǎng)F精煉出站之前的鋼液，也可以為RH真空處理出站之前的鋼液。 一般地，經(jīng)LF出站之前或RH精煉出站之前的鋼液的溫度可以為1500-1650°C，該溫度足以 熔化本發(fā)明的包芯線。為了進(jìn)一步提高鈦的收得率，經(jīng)LF精煉出站之前或RH真空處理出 站之前的鋼液的溫度優(yōu)選為1580-1620°C
[0035] 由于本發(fā)明提供的對(duì)鋼液鈦合金化的方法主要改進(jìn)點(diǎn)在于在LF出站前或RH出站 前，通過鋼包渣面裸露的鋼液面加入本發(fā)明的包芯線，因此對(duì)鋼的LF精煉或RH真空處理的 具體步驟均可以參照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行，本發(fā)明在此不再贅述。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑大于30厘米時(shí)，所述鋼液的氧化會(huì) 引起喂入的包芯線中芯層的分布和化學(xué)組成的變化，致使鈦的收得率降低。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明，可以通過雙線喂線機(jī)以單線或雙線方式向鋼液中喂入所述的包芯 線。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速度優(yōu)選為2-4米/ 秒，這樣可以進(jìn)一步避免所述包芯線被鋼液面的鋼液氧化或卷在所述鋼液面上。
[0039] 更優(yōu)選地，相對(duì)于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速度為2. 8-3. 2米/秒。
[0040] 在本發(fā)明中，相對(duì)于100-150噸的鋼液，所述包芯線的喂入長(zhǎng)度可以為500-1500 米。
[0041] 為了使所述包芯線中的芯層能均勻分布在所述鋼液中，同時(shí)為了避免所述鋼液的 氧化，喂入所述包芯線后，所述方法優(yōu)選還包括：將氬氣流量降低到使鋼包渣面微動(dòng)但不裸 露鋼液面，并保持所述微動(dòng)的時(shí)間為5-10分鐘。
[0042] 更優(yōu)選地，保持所述微動(dòng)的時(shí)間為6-8分鐘，這樣一方面可以使所述鋼液充分的 進(jìn)行鈦合金化，另一方面可以進(jìn)一步避免所述鈦與鋼液中的成分形成夾雜物。
[0043] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但并不能因此限制本發(fā)明的范圍。
[0044] 以下實(shí)施例和對(duì)比例中，鈦鐵合金為產(chǎn)自攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司的70鈦鐵；在 制備包芯線之前，將70鈦鐵依次經(jīng)鄂式破碎機(jī)、雙輥機(jī)破碎和篩分工序制成1-3毫米的 鈦鐵合金粉料，鋁粉和鎂粉的粒徑均為1-3毫米。LF或RH爐真空精煉的鋼種均為齒輪鋼 20CrMnTi。
[0045] 鈦的收得率是通過測(cè)定鋼液喂入包芯線前、后的鈦含量，再結(jié)合喂入的包芯線中 的總鈦量，通過計(jì)算得到，具體為：鈦收得率=(鋼液喂入包芯線后的鈦含量-鋼液喂入包 芯線前的鈦含量）χ出鋼量/喂入包芯線中的總鈦量。
[0046] 使用LEC0TC-600氧氮分析儀測(cè)試鋼中的氧含量；根據(jù)GB/T10561-2005的方法評(píng) 價(jià)鋼中的夾雜物評(píng)級(jí)。
[0047] 實(shí)施例1-5
[0048] 實(shí)施例1-5用于說明本發(fā)明的包芯線及其制備方法。
[0049] 實(shí)施例1-5分別制得包芯線A1-A5,其中，包芯線A1-A5的制備過程為：將鈦鐵合 金粉料與鋁粉、鎂粉以不同的質(zhì)量比混合均勻，形成芯粉，再使用2mm厚的冷軋帶鋼（攀鋼 集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司，牌號(hào)DTLA)包裹該芯粉，用精整模軋實(shí)并精整成直徑為12_的 圓柱線，從而制得包芯線A1-A5。包芯線A1-A5的芯層組成及線重如表1所示。
[0050] 對(duì)比例1-2
[0051] 采用實(shí)施例1-5的制備過程制得包芯線D1-D2,包芯線D1-D2的芯層組成及其線重 如表1所示。
[0052] 表 1
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種包芯線，該包芯線包括芯層和包裹所述芯層的外層，其中，所述芯層含有50-99 重量％的鈦鐵合金、0. 1-45重量％的鋁粉和0. 5-30重量％的鎂粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的包芯線，其中，所述鈦鐵合金中，鈦的含量為60-80重量％，鐵 的含量為20-40重量％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的包芯線，其中，所述鈦鐵合金為70鈦鐵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的包芯線，其中，所述鈦鐵合金以粉料形式存在； 所述鈦鐵合金、鋁粉和鎂粉的粒徑均為1-3毫米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的包芯線，其中，所述外層為由低碳鋼制成的鋼 皮，所述外層的厚度為2-5毫米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的包芯線，其中，所述包芯線的直徑為10-20毫 米。
7. -種對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該方法包括：在LF出站前或RH出站前，首先對(duì)鋼包內(nèi) 的鋼液進(jìn)行底吹氬氣，使得鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑不大于30厘米，然后通過所述裸 露的鋼液面向鋼包中喂入權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的包芯線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑為待喂入的 包芯線的直徑的10-20倍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，相對(duì)于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速 度為2-4米/秒，優(yōu)選為2. 8-3. 2米/秒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，喂入所述包芯線后，所述方法還包括，將氬氣流 量降低到使鋼包渣面微動(dòng)但不裸露鋼液面，并保持所述微動(dòng)時(shí)間5-10分鐘，優(yōu)選為6-8分 鐘。
【文檔編號(hào)】C22C33/06GK104087715SQ201410299055
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】陳亮, 陳天明, 郭華, 李揚(yáng)洲, 楊森祥, 李紅光, 郭奠榮, 寄海明, 馮遠(yuǎn)超, 張強(qiáng), 李平凡 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司