專利名稱：一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵冶煉過程中，爐外精煉工藝得到了廣泛應(yīng)用。爐外精煉工藝可進一步脫硫、脫氧和夾雜物變性處理，以便生產(chǎn)出更高品質(zhì)的普通鋼及合金鋼，滿足工農(nóng)業(yè)發(fā)展建設(shè)的需求。鋼水鈣處理是以噴射冶金或喂線法將金屬鈣或合金加入鋼液深部，達到脫氧、脫硫、使非金屬夾雜變性等冶金效果的爐外精煉技術(shù)。由于金屬鈣在熔點低(843°C)，沸點低(1450°C )，在鋼液中極易上浮到鋼渣表面上與空氣中的氧及渣液中的氧化物反應(yīng)而燒損掉。故一般使用含金屬鈣的包芯線如CaSi包芯線(0^8^-32%)或( 包芯線(Ca約為30%，F(xiàn)e約70% )和有縫的實心鈣包芯線，且處理時要盡量加到金屬液深部，利用金屬液的靜壓，使鈣在變成鈣氣泡之前即與鋼中的氧、硫等起反應(yīng)，不至于一加進去就變成鈣氣泡上浮損失掉。上述三種包芯線已經(jīng)能夠滿足一部分鋼種精煉的技術(shù)要求，但相對而言還不十分理想，這是因為喂Ca-Si線時會出現(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Ca-狗包芯線時不會出現(xiàn)前述的增硅現(xiàn)象，但包裝在包芯線內(nèi)部的!^e-Ca粉進入到鋼液中后組成的包芯線進入鋼包后，在高溫的作用下已經(jīng)軟化，即使較高的喂絲速度，包芯線也無法穿透高溫鋼水進入深部，大多位于鋼水的上部(見圖1)，金屬鈣將快速氣化，很容易形成鈣氣泡在其尚未同鋼中雜質(zhì)接觸反應(yīng)之時就已經(jīng)上浮到了鋼水的表面，使得金屬的收得率較低僅有10%左右，大量的金屬鈣都無謂地浪費了 ；使用有縫實心鈣包芯線(有縫實心鈣包芯線也是由本申請人申請的申請?zhí)枮?0101(^92333. 8的發(fā)明)比較薄，插于鋼液的深度有限，達到一定深度后很快軟化且鋼液沸騰嚴重，收得率較低僅有20%左右，而使用本發(fā)明無縫的包芯線鈣收得率平均在30%左右，這是因為1)有縫的包芯線制作是搭接而成的且有縫隙，鋼液從縫隙進入，這樣也增加了鈣的熔化速度；2)有縫包芯線由于存在縫隙，導(dǎo)致空氣留存在縫隙中，在進入鋼液后增加了鋼液的噴濺。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有鈣包芯線插入鋼液的深度不足并容易導(dǎo)致鋼液沸騰的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可使鋼水鈣處理高效穩(wěn)定的用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線及其制備方法。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，包括作為外層的無縫鋼管，作為中間層的納米硅粉涂層和作為內(nèi)芯的雜質(zhì)總和不高于3wt%的實心金屬鈣線。所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，所述的實心金屬鈣線密度為1. 51-1. 54g/cm3。所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，所述的內(nèi)芯的直徑為6. 5-10mmo所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，所述的中間層的厚度為0. 01-0. 3mm。所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，所述的外層的無縫鋼管為08A鋼或08D鋼或普通碳鋼無縫焊管，外層的厚度為0. 8-1. 5mm。一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，包括以下步驟 步驟一、以雜質(zhì)總和不高于3 %的實心金屬鈣線為內(nèi)芯，在實心金屬鈣線表面涂上一層納米級硅粉作為中間層；步驟二、將涂有納米級硅粉的實心金屬鈣線與鋼帶同時送入氬弧焊接機組，并經(jīng)過壓緊、焊接和拉拔，將鋼帶制成無縫鋼管作為外層并覆蓋在涂有納米級硅粉的實心金屬鈣線外。所述的一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，步驟一中所述的實心金屬鈣線的直徑為6. 5-10mm，作為中間層的納米級硅粉的厚度為0. 01-0. 3mm。所述的一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，步驟二中所述的鋼帶為08A鋼帶或08D鋼帶或碳鋼鋼帶，鋼帶的厚度為0. 8-1. 5mm。所述的一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，步驟二中所述的氬弧焊接機組包括用于定位和導(dǎo)入鋼帶和鈣線的導(dǎo)入裝置，用于卷曲鋼帶為管狀的成型輥、用于防止鈣線振動的壓緊頭、用于焊接鋼帶的焊接輥和用于調(diào)整包芯線直徑的減徑輥，所述的導(dǎo)入裝置、成型輥、壓緊頭、焊接輥和減徑輥依次順序連接。本發(fā)明的技術(shù)效果在于，本發(fā)明在鋼液中溶化均勻，提高了鋼管在鋼液的停留時間，即提高了無縫實心金屬鈣包芯線高溫強度，由于鋼管厚度均勻和厚度較有縫實心包芯線厚度增加，關(guān)鍵的還是涂敷納米硅粉作為中間層，納米硅粉顆粒直徑在30-50nm，這兩個因素導(dǎo)致鈣溶化時能降低蒸汽壓(納米硅粉降低蒸汽壓的作用明顯，不同于一般的作為中間層的材料僅能起到的防止芯部金屬汽化損失和隔熱的簡單作用)，降低了鋼液的沸騰現(xiàn)象，極大提高了無縫實心包芯線的穿透能力，使得金屬鈣能夠真正地加入到鋼水深部，利用鋼水的靜壓，使金屬鈣在變成鈣氣泡之前即與鋼水中氧、硫等反應(yīng)，比有縫實心鈣包芯線又進一步提高了金屬鈣收得率且縮短了鈣處理時間，減少了過程溫降，避免粉劑鈣包芯線中有害元素(S、P、C、Si)的帶入，克服了粉劑鈣包芯線出現(xiàn)空心或芯粉重量不均而影響喂絲的現(xiàn)象，同時本發(fā)明的包芯線由于無縫，所以不會將空氣帶入鋼液中，這也減少了進入鋼液后的噴濺；同時有縫包芯線鋼帶厚度只有0. 56mm，厚度比無縫的薄，進入鋼液的熔化速度比無縫的快，無縫的鋼帶厚度0. 8-1. 5mm,由于鋼帶厚度增加，增加了鈣線的插入深度。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為鋼水鈣處理喂線法示意圖；圖2為本發(fā)明無縫實心金屬鈣包芯線結(jié)構(gòu)圖；圖3為氬弧焊接機組的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1為內(nèi)芯，2為中間層，3為外層，4為導(dǎo)入裝置，5為成型輥，6為壓緊頭，7為焊接輥，8為減徑輥，9為鈣線，10為鋼帶。
具體實施例方式參見圖2，一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，包括作為外層3的無縫鋼管，作為中間層2的納米硅粉涂層和作為內(nèi)芯1的雜質(zhì)總和不高于3wt%的實心金屬鈣線。實心金屬鈣線密度為1. 51-1. 54g/cm3,直徑為6. 5-10mm,中間層2的厚度為0. 01-0. 3mm,外層3的無縫鋼管為08A鋼或08D鋼或普通碳鋼無縫焊管，外層3的厚度為0. 8-1. 5mm。實施例1步驟一、以雜質(zhì)總和不高于3%的實心金屬鈣線為內(nèi)芯1，制備參考申請?zhí)枮?0101(^92333. 8中的鈣線制備方法，只是以雜質(zhì)總和不高于3 %的工業(yè)純鈣錠為原料；然后采用等離子噴射方法噴涂，在實心金屬鈣線表面涂上一層納米級硅粉(顆粒直徑在40nm)作為中間層2，步驟二、將涂有納米級硅粉的實心金屬鈣線與鋼帶同時送入氬弧焊接機組，并經(jīng)過壓緊、焊接和拉拔，將鋼帶制成無縫鋼管作為外層3并覆蓋在涂有納米級硅粉的實心金屬鈣線外。其中步驟一中所述的實心金屬鈣線的直徑為8. 3mm，作為中間層2的納米級硅粉的厚度為0. 2mm。步驟二中所述的鋼帶為08A鋼帶或08D鋼帶或碳鋼鋼帶，鋼帶的厚度為1. 2mm。步驟二中所述的氬弧焊接機組包括用于定位和導(dǎo)入鋼帶10和鈣線9的導(dǎo)入裝置4，用于卷曲鋼帶為管狀的成型輥5、用于防止鈣線振動的壓緊頭6、用于焊接鋼帶的焊接輥7和用于調(diào)整包芯線直徑的減徑輥8，其中導(dǎo)入裝置4是兩塊夾板，主要作用是限制鈣線和鋼帶左右上下移動，使鋼帶和鈣線能夠精確的進入成型輥5，然后鋼帶和鈣線經(jīng)過成型輥5后通過壓緊頭6，壓緊頭6是由一塊厚度為6. 5-10mm,寬度為100mm，高度150mm的鑄鐵制成的，其主要功能是限制鈣線由于振動而產(chǎn)生上下移動，再進入將卷曲的鋼帶焊接為鋼管的焊接輥7，焊接好的包芯線進入用于調(diào)整包芯線直徑的減徑輥8，即成型完成生產(chǎn)。實施例2其余步驟同實施例1，只是步驟一中所述的實心金屬鈣線的直徑為6. 5mm，作為中間層2的納米級硅粉(顆粒直徑在30nm)的厚度為0. 01mm。步驟二中所述的鋼帶為08A鋼帶或08D鋼帶或碳鋼鋼帶，鋼帶的厚度為0. 8mm。實施例3其余步驟同實施例1，只是步驟一中所述的實心金屬鈣線的直徑為10mm，作為中間層2的納米級硅粉(顆粒直徑在50nm)的厚度為0. 3mm。步驟二中所述的鋼帶為08A鋼帶或08D鋼帶或碳鋼鋼帶，鋼帶的厚度為1. 5mm。本發(fā)明包芯線的規(guī)格參數(shù)如下1.包芯線直徑7· 31-11. 8讓2.包芯線成分(質(zhì)量％ )鋼管82-70，實心金屬鈣線18-303.實心金屬鈣線的化學(xué)成份(％ )
權(quán)利要求
1.一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，其特征在于，包括作為外層的無縫鋼管，作為中間層的納米硅粉涂層和作為內(nèi)芯的雜質(zhì)總和不高于3wt%的實心金屬鈣線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，其特征在于，所述的實心金屬鈣線密度為1. 51-1. Mg/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，其特征在于，所述的內(nèi)芯的直徑為6. 5-10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，其特征在于，所述的中間層的厚度為0. 01-0. 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線，其特征在于，所述的外層的無縫鋼管為08A鋼或08D鋼或普通碳鋼無縫焊管，外層的厚度為0. 8-1. 5mm。
6.一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一、以雜質(zhì)總和不高于3%的實心金屬鈣線為內(nèi)芯，在實心金屬鈣線表面涂上一層納米級硅粉作為中間層；步驟二、將涂有納米級硅粉的實心金屬鈣線與鋼帶同時送入氬弧焊接機組，并經(jīng)過壓緊、焊接和拉拔，將鋼帶制成無縫鋼管作為外層并覆蓋在涂有納米級硅粉的實心金屬鈣線外。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，其特征在于，步驟一中所述的實心金屬鈣線的直徑為6. 5-10mm，作為中間層的納米級硅粉的厚度為 0. 01-0. 3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，其特征在于，步驟二中所述的鋼帶為08A鋼帶或08D鋼帶或碳鋼鋼帶，鋼帶的厚度為0. 8-1. 5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制備用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線的方法，其特征在于，步驟二中所述的氬弧焊接機組包括用于定位和導(dǎo)入鋼帶和鈣線的導(dǎo)入裝置，用于卷曲鋼帶為管狀的成型輥、用于防止鈣線振動的壓緊頭、用于焊接鋼帶的焊接輥和用于調(diào)整包芯線直徑的減徑輥，所述的導(dǎo)入裝置、成型輥、壓緊頭、焊接輥和減徑輥依次順序連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于煉鋼脫氧的無縫實心金屬鈣包芯線及其制備方法，是由外層鋼管，中間涂層，內(nèi)芯三部分組成；內(nèi)芯為實心金屬鈣(純鈣)線。本發(fā)明提供的無縫實心金屬鈣包芯線能降低金屬鈣的蒸氣壓和氣化速度，增加無縫實心金屬鈣包芯線插于鋼液的深度以及減少鋼液的沸騰，減少金屬鈣被鋼水吸收的時間，既克服了現(xiàn)有的有縫實心鈣包芯線插于鋼液的沸騰現(xiàn)象，又減少了粉劑鈣包芯線出現(xiàn)空心或芯粉重量不均而影響喂絲的現(xiàn)象，避免了粉劑鈣包芯線中有害元素(S、P、C、Si)的帶入，因而大大的提高了金屬鈣收得率和穩(wěn)定性。
文檔編號C21C7/06GK102559997SQ20121000597
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者周嘯, 周海濤 申請人:周嘯, 周海濤