用于爐外精煉脫磷生產超低磷鋼的包芯線及其制法的制作方法

專利名稱：用于爐外精煉脫磷生產超低磷鋼的包芯線及其制法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種微合金鋼、高碳鋼以及特殊鋼生產超低磷鋼中的磷的控制 工藝，特別是一種用于爐外精煉脫磷生產超低磷鋼的包芯線及其制法，本發明 屬于冶金技術領域。
技術背景眾所周知，磷在鋼中通常作為有害元素來加以控制。因為磷在鋼中的偏析 比較嚴重，使鋼韌性變壞，產生"冷脆"現象，尤其在低溫條件下，更容易發 生"冷脆"，磷的偏析還會造成鋼的各向異性，降低焊接性能、引起不銹鋼的腐 蝕疲勞。隨著科學技術的迅猛發展，高級優質鋼對鋼材的冶金質量要求不斷提 高，尤其對鋼中的磷含量不斷提出更高要求。
一些低溫用鋼、海洋用鋼、抗氫裂紋鋼和部分厚鋼板要求鋼中磷含量小于0.01 %甚至0.005%;為了防止奧氏體 不銹鋼產生應力腐蝕裂紋，要求鋼中磷小于0.005%。為此，目前鋼廠大多采用 "雙渣法"即在轉爐冶煉中采用兩次造渣或"雙聯法"即采取一座轉爐將鐵水 冶煉一半時間后倒入到另一座轉爐中繼續進行冶煉的方法，這兩種方法的不足 在于工藝復雜，冶煉時間長，轉爐生產率不能得到充分發揮；還有一種方式是 對鐵水預先進行"三脫"即脫硅、脫硫、脫磷，如日本的鋼鐵企業，其不足是 需用設備多，投資大、工序復雜、熱損大、且由于"三脫"后的鐵水溫度低， 使轉爐冶煉時加入的廢鋼量大大減少。因此，為了生產這些低磷、超低磷鋼， 常規的轉爐冶煉已不能滿足這些鋼種對磷的要求，所以亟待研究輔助以爐外精 煉來脫磷的方法，從而實現生產超低磷鋼。發明內容本發明是針對上述現有技術中存在的問題提出的，其目的是提供一種能穩定控制鋼液中磷含量在0.0030%以下，效果明顯、穩定、確保和提高精煉鋼的 質量，降低冶煉成本的用于爐外精煉脫磷生產超低磷鋼的包芯線。為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的用于鋼水爐外脫磷生產超 低磷鋼的包芯線，其芯部是由如下原料按重量百分比經制備而成脫磷熔劑 1 70%碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物 1 60%氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物 10 98%氟化鈣 0 40%粘結劑 0 20%所述的包芯線，芯部是由如下原料按重量百分比經制備而成脫磷熔劑 5 65%碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物 2 55%氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物 15 85%氟化鈣 2 35%粘結劑 0 20%所述的包芯線，其芯部是由如下原料按重量百分比經制備而成:脫磷熔劑 10 35%碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物 10 45%氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物 30 70%氟化鈣 5 30%粘結劑 5 15%所述的粘結劑為粘土、普通水泥、膨潤土、水玻璃中任意一種或兩種以上 的混合物。所述原料的粒度在lmm 3.5mm，其中氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml。 所述的脫磷熔劑由如下原料按重量百分比經制備而成CaO 20 80%FeO 10 50%CaF2 0 40%制備所述包芯線的方法，包括以下步驟a、 投料、混料按配方配比分別取粒度為lnm 3.5mm的脫磷熔劑；氟化鈣；碳酸,丐、碳 酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物；氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物 和粘合劑入混料器中進行混料，混料時間lh 8h;b、 烘干處理在8(TC 20(TC烘干設備中進行烘干，時間為2h 24h，即為粉劑的劑型；c、 制包芯線經烘干處理后的上述芯部粉料以2 5 mm厚的低碳鋼帶為外皮，采用單層 鋼帶搭接式在制線機上制包芯線，包線速度為8 30m/min，芯部粉料含量在 100 240g/m。 -本發明與現有技術相比，由于配方科學合理，并經應用證明，本發明的包 芯線具有脫磷效率高、穩定、時間短，可實現鋼水快速精煉脫磷至磷含量低于 0.0030%;同時，制備工藝簡單、靈活、方便，利于應用。彌補了常規轉爐冶煉 難以達到鋼中磷含量小于0.01%的不足，可以滿足不同鋼水對磷含量的要求。 提高精練鋼的質量降低冶煉成本。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行進一步詳細說明，但本發明的保護范圍 不受具體的實施例所限制，以權利要求書為準。另外，以不違背本發明技術方 案的前提下，對本發明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發明的權利要求范圍之內。 實施例1脫磷熔劑按配方配比取CaO粉50kg、 FeO粉30kg、 CaF2粉20kg放入混料 器中進行均勻混料、破碎碾壓及氣流微粉磨研磨制備而成備用；再按配方配比 分別取其粒徑為1 nm 3.5mm的脫磷熔劑粉35 kg、氟化鈣粉5 kg、氧化鈣粉55 kg、碳酸鈣5 kg入立式混料器中進行均勻混料1 8h，其中所述氧化鈣、氧化 鎂的活度^200ml;制備好的粉料入80-200'C烘干設備進行烘干10 h 22 h即為 粉劑。以厚度為2mm 5mm的普通低碳鋼帶作為包芯線的外皮，線芯為經過烘 干的上述粉劑在制線機上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，包線速度為8 30m/min，包芯線粉劑含量在100 240g/m，裝成1000 2000m/巻，利于使用中 控制加入量與加入速度，包芯線的截面為圓形，包裝要確保密封良好，防止潮 濕，并在20天內使用。 實施例2按配方配比取CaO20kg、 FeO50kg、 CaF230kg制備脫磷熔劑，其方法同實 施例h再按配方配比分別取其粒徑為1 nm 3.5mm的制備好的脫磷熔劑1 kg、 氧化鎂98kg、碳酸鎂lkg入立式混料器中進行均勻混料l 8h，其中所述氧化 鈣、氧化鎂的活度^200ml;制備好的粉料入100 15(TC烘干設備進行烘干10h 22h即為粉劑，以厚度為2mm的低碳鋼帶作為包芯線的外皮，線芯為經過烘干 的上述粉劑在制線機上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，其它同實施例l。 實施例3按配方配比取CaO80kg、 FeO10kg、 CaF210kg制備脫磷熔劑，其方法同實 施例1;再按配方配比分別取其粒徑為1 nm 3.5mm的制備好的脫磷熔劑45 kg、 碳酸鈣與碳酸鎂的混合物30 kg (兩者的配比不嚴格要求)、氧化鈣與氧化鎂的 混合物10 kg、膨潤土 15 kg入立式混料器中進行均勻混料1 8h，其中所述化鈣、氧化鎂的活度^200ml;制備好的粉料入70 18(TC烘干設備進行烘干10h 20h即為粉劑，以厚度為2.5mm的低碳鋼帶作為包芯線的外皮，線芯為經過烘 干的上述粉劑在制線機上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，其它同實施例l。 實施例4按配方配比取CaO 60kg、 FeO20kg、 CaF220kg制備脫磷熔劑，其方法同實 施例1;再按配方配比分別取其粒徑為1 nm 3.5mm的制備好的脫磷熔劑60 kg、 氟化鈣10 kg、碳酸鈣1 kg、氧化鎂25 kg、粘土 4 kg入立式混料器中進行均勻 混料l 8h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入90 160 'C烘干設備進行烘干10 h 15 h即為粉劑，以厚度為5mm的低碳鋼帶作為包芯 線的外皮，線芯為經過烘干的上述粉劑在制線機上，采用單層鋼帶搭接式制包 芯線，其它同實施例l。 實施例5按配方配比取Ca035kg、 Fe045kg、 CaF220kg制備脫磷熔劑，其方法同實 施例1;再按配方配比分別取其粒徑為1 nm 3.5mm的制備好的脫磷熔劑3 kg、 氟化鈣2kg、碳酸鈣10kg、氧化鎂85kg入立式混料器中進行均勻混料l 8h， 其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度^200ml;制備好的粉料入80 18(TC烘干設備進 行烘干10h 16h即為粉劑，以厚度為4mm的低碳鋼帶作為包芯線的外皮，線 芯為經過烘干的上述粉劑在制線機上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，其它同 實施例1 。實施例6按配方配比取CaO50kg、 FeO40kg、 CaF210kg制備脫磷熔劑，其方法同實 施例1;再按配方配比分別取其粒徑為1 nm 3.5mm的制備好的脫磷熔劑12kg、 氟化鈣18 kg、碳酸鎂45 kg、氧化鈣15 kg、粘土 6 kg、水玻璃4 kg入立式混料器中進行均勻混料1 8h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度^200ml;制備好的 粉料入90 170'C烘干設備進行烘干10 h 20 h即為粉劑，以厚度為3mm的低碳 鋼帶作為包芯線的外皮，線芯為經過烘干的上述粉劑在制線機上，采用單層鋼 帶搭接式制包芯線，其它同實施例l。 實施例7按配方配比取CaO70kg、 FeO30kg制備脫磷熔劑，其方法同實施例1;再按 配方配比分別取其粒徑為1 nm 3.5mm的制備好的脫磷熔劑12 kg、氟化鈣18 kg、 碳酸鎂45kg、氧化鈣15kg、普通水泥6kg、水玻璃4kg入立式混料器中進行 均勻混料1 8h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入 100 15(TC烘干設備進行烘干10h 17h即為粉劑，以厚度為3.5mm的低碳鋼帶 作為包芯線的外皮，線芯為經過烘干的上述粉劑在制線機上，采用單層鋼帶搭 接式制包芯線，其它同實施例l。 應用實施例轉爐出鋼溫度在1550°C 1660°C，出鋼時磷控制在0.02%以下；出鋼采用 擋渣塞擋渣處理、未脫氧；出鋼時隨鋼流向鋼包中加入脫磷熔劑，其加入量為 5~20kg/t，分為兩次進行加入，在出鋼一半時加入1/3的所述脫磷熔劑，出鋼將 要結束時加入余下的2/3脫磷熔劑，對鋼水進行吹氬攪拌，氬氣的流量為50 300Nl/min，吹氬時間為0.1 10min;吹氬結束后，采用喂線工藝將包芯線喂入 鋼液中，喂線過程停止吹氬攪拌，喂線速虔在180 350m/min，喂入量在0.5 3.5kg/t，喂線后靜止0.1 10min，后吹氬輕處理并進行攪拌，氬氣的流量為50 280Nl/min，弱吹氬時間為0.1 5min;吹氬攪拌結束后，先采用真空吸渣機在扒 渣站進行扒渣，然后加鋼包覆蓋劑，覆蓋劑的加入量控制在0.1 1.5kg/t;在精煉 爐進行加熱攪拌，鋼水加熱溫度控制在1580 162(TC;脫氧、合金化精煉處理；連鑄采用全程保護澆注，在連鑄澆注時，為了防止鋼包渣進入到中包產生回磷， 大包中的鋼水要預留1 f噸。采用本發明上述實施例1、 2和3用于爐外精煉脫磷生產超低磷鋼的應用方 法進行了冶煉試驗，根據出鋼終點磷含量的不同，脫磷量不同，脫磷率在60% 以上；鋼液中磷含量在0.0030%以下，結果見表l。表l出鋼終點磷含量脫磷后磷含量脫磷率(wt.%)(wt%)(%)實施例10.0150觀384.67實施例20.0120.002579.17實施例30細0扁070.00
權利要求
1、用于鋼水爐外脫磷生產超低磷鋼的包芯線，其特征在于包芯線的芯部是由如下原料按重量百分比經制備而成脫磷熔劑 1～70％碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物1～60％氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物10～98％氟化鈣0～40％粘結劑0～20％
2、 根據權利要求1所述的包芯線，其特征在于包芯線的芯部是由如下原料 按重量百分比經制備而成脫磷熔劑 5 65% 碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物 2 55% 氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物 15 85% 氟化鈣 2 35% 粘結劑 0 20%
3、 根據權利要求1所述的包芯線，其特征在于包芯線的芯部是由如下原料 按重量百分比經制備而成脫磷熔劑 10 35% 碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物 10 45% 氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物 30 70% 氟化鈣 5 30% 粘結劑 5 15%
4、 根據權利要求l、 2或3所述的包芯線，其特征在于所述的粘結劑為粘 土、普通水泥、膨潤土、水玻璃中任意一種或兩種以上的混合物。
5、 根據權利要求1、2或3所述的包芯線，其特征是所述原料的粒度在lrnn 3.5mm，其中氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml。
6、 根據權利要求1、 2或3所述的包芯線，其特征在于所述的脫磷熔劑是 由如下原料按重量百分比經制備而成CaO 20 80% FeO 10 50% CaF2 0 40%
7、 根據權利要求l、 2或3所述的包芯線，其特征在于所述的包芯線外皮 為低碳鋼帶。
8、 制備權利要求l所述包芯線的制備方法，包括以下步驟a、 投料、混料按配方配比取其粒度為lnm 3.5mm的脫磷熔劑；氟化鈣；碳酸f丐、碳酸 鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物；氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物和 粘合劑入混料器中進行混料，混料時間lh 8h;b、 烘十處理在8(TC 20(TC烘干設備中進行烘千，時間為2h 24h，即為包芯線的芯部 粉料；c、 制包芯線經烘干處理后的上述芯部粉料以2 5 mm厚的低碳鋼帶為外皮，采用單層 鋼搭接式在制線機上制包芯線，包線速度為8 30m/min，芯部粉料含量在100 240g/m。
全文摘要
本發明涉及一種微合金鋼、高碳鋼以及特殊鋼生產超低磷鋼中的磷的控制工藝，特別是一種用于爐外精煉脫磷生產超低磷鋼的包芯線及其制法。其包芯線的芯部由原料按配方配比，分別取脫磷熔劑、氟化鈣、碳酸鈣或碳酸鎂或碳酸鈣和碳酸鎂的混合物、氧化鈣或氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物和粘結劑經制備而成，芯部粉料以2～5mm厚的低碳鋼帶為外皮，采用單層鋼搭接式在制線機上制包芯線。本發明具有配方科學工藝簡單合理，并經應用證明可實現鋼水快速精煉脫磷至磷含量低于0.0030％，且效率高、穩定、時間短。彌補了常規轉爐冶煉難以達到鋼中磷含量小于0.01％的不足，可滿足不同鋼水對磷含量的要求。大大提高了精煉鋼的質量降低冶煉成本。
文檔編號C21C7/076GK101328528SQ20081001208
公開日2008年12月24日 申請日期2008年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者任子平, 劉萬山, 唐復平, 群 孫, 孟勁松, 軍 張, 張曉軍, 鎮 李, 李德剛, 紅 栗, 王仁貴, 王文仲, 王曉峰, 陳本文 申請人:鞍鋼股份有限公司