一種包芯線和鋼液鈦合金化的方法
【專利摘要】本發明公開了一種包芯線和對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50-99重量％的鈦鐵合金、0.1-45重量％的鋁粉、0.5-20重量％的硅鈣合金和0.1-20重量％的氧化鈣。本發明的包芯線無論是用在LF還是在RH精煉中對鋼液鈦合金化，均使得鈦的收得率可達到80％以上，另外，本發明的包芯線也使鋼液具有較高的清潔度。
【專利說明】一種包芯線和鋼液鈦合金化的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種包芯線和使用該包芯線進行鋼液鈦合金化的方法。
【背景技術】
[0002] 鈦是鋼中的強脫氧劑，其能使鋼的內部組織致密，細化晶粒力，并能降低鋼的時效 敏感性和冷脆性，從而改善鋼的焊接性能。在煉鋼生產過程中，鈦能有效提高連鑄坯塑性， 在生產管坯鋼、裂紋敏感鋼種時，往往添加一定量鈦以避免產品的缺陷。
[0003] 目前，大多廠家對鋼的鈦合金化是直接將鈦鐵合金以塊狀形態加入到鋼液實現 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到外依次包裹有網狀支撐層和氮化釩合金層。通過喂線機將該包芯線 喂入鋼液深處，可使鈦的回收率穩定控制在75%以上，同時還能對鋼液進行釩的合金化。
[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，對鋼進行鈦的合金化時，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 的收得率有待進一步提1?。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于解決現有技術中對鋼液鈦合金化后，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行鋼液鈦合金化的方法。
[0008] 根據本發明的第一方面，本發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，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0. 1-45重量％的鋁粉、0. 5-20重 量％的硅鈣合金和0. 1-20重量％的氧化鈣。
[0009] 根據本發明的第二個方面，本發明提供了一種對鋼液鈦合金化的方法，該方法包 括：在LF出站前或RH出站前，首先對鋼包內的鋼液進行底吹氬氣，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明的包芯線。
[0010] 由于含有氧化鈣、硅鈣合金，本發明的包芯線無論是用在LF還是在RH精煉中對鋼 液鈦合金化，均使得鈦的收得率可達到80 %以上，而且也使鋼液具有較高的清潔度。
[0011] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0013] 圖1為本發明的包芯線的橫截面剖視圖。
[0014] 附圖標記說明
[0015] 1 芯層 2 外層
【具體實施方式】
[0016] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0017] 如圖1所示，本發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、硅鈣合金和氧化鈣。
[0018] 所述包芯線中的鈦鐵合金用于對鋼液進行鈦的合金化，為了保證鈦合金化后的鋼 液的質量，優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，所述鈦鐵合金進一步優選為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] 優選地，所述硅鈣合金為Ca28Si60, S卩，所述硅鈣合金中，鈣的含量不小于28重 量％，硅與鈣的總含量不小于85%，其余為不可避免的雜質。
[0021] 根據本發明的包芯線，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硅鈣合金；由于硅鈣合金在鋼液和鋼渣中 反應較激烈從而造成鋼液噴濺，所述包芯層中還含有氧化鈣，以起到鈍化硅鈣合金反應的 作用；另外，所述硅鈣合金與鋼液和鋼渣反應的產物中的氧化硅同氧化鈣的復合物能較容 易從鋼液中析出到鋼包渣面，從而提高鋼液的清潔度。
[0022] 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、0. 5-20重 量％的硅鈣合金和0. 1-20重量％的氧化鈣。
[0023] 根據本發明的包芯線，優選所述芯層含有60-85重量％的鈦鐵合金、5-20重量％ 的鋁粉、1-10重量％的硅鈣合金和1-15重量％的氧化鈣，這樣在保證鋼液具有較高的鈦的 收得率的情況下，使所述鋼液具有更高的清潔度。
[0024] 本發明中，所述鈦鐵合金、鋁粉、硅鈣合金和氧化鈣為本領域常規的金屬冶煉輔 料，因此，均可以含有不可避免的雜質。由于不可避免的雜質相對主要組分的含量非常小， 在此忽略不計。
[0025] 根據本發明的包芯線，為了便于所述包芯線中的芯層快速熔入鋼液內，也便于包 芯線的芯層的制作，同時為了提高鈦的收得率，優選所述鈦鐵合金、硅鈣合金、氧化鈣均以 粉料形式存在。
[0026] 根據本發明的一種實施方式，所述鈦鐵合金、鋁粉、硅鈣合金和氧化鈣的粒徑均優 選為1-3毫米。
[0027] 根據本發明的包芯線，所述外層可以為鋼皮。優選地，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，這樣可以進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。優選所述外層的厚度為2-5毫米。
[0028] 根據本發明中所述外層的厚度，優選所述低碳鋼為低碳冷軋帶鋼。
[0029] 所述包芯線的直徑可以根據喂絲機的要求進行選擇，根據本發明，優選包芯線的 直徑為10-20毫米。
[0030] 根據本發明的包芯線的線重可以為100-300克/米。
[0031] 具有本發明前述組成的包芯線均可實現本發明的目的，其制備方法可以為本領域 的常規選擇，例如可以按如下步驟進行：
[0032] 首先將鈦鐵合金、硅鈣合金分別依次經鄂式破碎機、雙輥機破碎和篩分制成粉料， 然后與鋁粉和氧化鈣混合均勻，形成芯粉，再使用鋼皮（從而形成本發明所述外層）包裹該 芯粉，最后使用精整模軋實并精整成具有一定尺寸的圓柱線，即，得到包芯線。
[0033] 本發明還提供了一種對鋼液鈦合金化的方法，該方法包括：在LF出站前或RH出 站前，首先對鋼包內的鋼液進行底吹氬氣，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。
[0034] 一般地，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。
[0035] 所述鋼液可以為LF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 熔化本發明的包芯線。為了進一步提高鈦的收得率，經LF精煉出站之前或RH真空處理出 站之前的鋼液的溫度優選為1580-1620°C
[0036] 由于本發明提供的對鋼液鈦合金化的方法主要改進點在于在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明的包芯線，因此對鋼的LF精煉或RH真空處理的 具體步驟均可以參照現有技術進行，本發明在此不再贅述。
[0037] 根據本發明，當鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑大于30厘米時，所述鋼液的氧化會 引起喂入的包芯線中芯層的分布和化學組成的變化，致使鈦的收得率降低。
[0038] 根據本發明，可以通過雙線喂線機以單線或雙線方式向鋼液中喂入所述的包芯 線。
[0039] 根據本發明，相對于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速度優選為2-4米/ 秒，這樣可以進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。
[0040] 更優選地，相對于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速度為2. 8-3. 2米/秒。
[0041] 在本發明中，相對于100-150噸的鋼液，所述包芯線的喂入長度可以為500-1500 米。
[0042] 為了使所述包芯線中的芯層能均勻分布在所述鋼液中，同時為了避免所述鋼液的 氧化，喂入所述包芯線后，所述方法優選還包括：將氬氣流量降低到使鋼包渣面微動但不裸 露鋼液面，并保持所述微動的時間為5-10分鐘。
[0043] 更優選地，保持所述微動的時間為6-8分鐘，這樣一方面可以使所述鋼液充分的 進行鈦合金化，另一方面可以進一步避免所述鈦與鋼液中的成分形成夾雜物。
[0044] 下面結合【具體實施方式】對本發明進一步說明，但并不能因此限制本發明的范圍。
[0045] 以下實施例和對比例中，鈦鐵合金為產自攀枝花鋼城集團有限公司的70鈦鐵；硅 鈣合金為產自攀枝花鋼城集團有限公司的Ca28Si60。在制備包芯線之前，將70鈦鐵、硅鈣 合金分別依次經鄂式破碎機、雙輥機破碎和篩分工序制成1-3毫米的鈦鐵合金粉料，鋁粉 和氧化鈣的粒徑均為1-3毫米。LF或RH爐真空精煉的鋼種均為齒輪鋼20CrMnTi。
[0046] 鈦的收得率是通過測定鋼液喂入包芯線前、后的鈦含量，再結合喂入的包芯線中 的總鈦量，通過計算得到，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）X出鋼量/喂入包芯線中的總鈦量。
[0047] 使用LEC0TC-600氧氮分析儀測試鋼中的氧含量；根據GB/T10561-2005的方法評 價鋼中的夾雜物評級。
[0048] 實施例1-5
[0049] 實施例1-5用于說明本發明的包芯線及其制備方法。
[0050] 實施例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、硅鈣合金粉料與鋁粉、氧化鈣以不同的質量比混合均勻，形成芯粉，再使用2mm厚的冷 軋帶鋼（購自攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司，牌號DTLA)包裹該芯粉，用精整模軋實并精整 成直徑為12mm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。
[0051] 對比例1-3
[0052] 采用實施例1-5的制備過程制得包芯線D1-D3,包芯線D1-D3的芯層組成及其線重 如表1所示。
[0053] 表 1
[0054]
【權利要求】
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、0. 5-20重量％的硅鈣合金和0. 1-20重量％的氧 化鈣。
2. 根據權利要求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％ ;優選地，所述鈦鐵合金為70鈦鐵。
3. 根據權利要求1所述的包芯線，其中，所述硅鈣合金為Ca28Si60。
4. 根據權利要求1-3中任意一項所述的包芯線，其中，所述鈦鐵合金、硅鈣合金、氧化 鈣均以粉料形式存在；所述鈦鐵合金、鋁粉、硅鈣合金和氧化鈣的粒徑均為1-3毫米。
5. 根據權利要求1-4中任意一項所述的包芯線，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. 根據權利要求1-5中任意一項所述的包芯線，其中，所述包芯線的直徑為10-20毫 米。
7. -種對鋼液鈦合金化的方法，該方法包括：在LF出站前或RH出站前，首先對鋼包內 的鋼液進行底吹氬氣，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利要求1-6中任意一項所述的包芯線。
8. 根據權利要求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. 根據權利要求7所述的方法，其中，相對于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速 度為2-4米/秒，優選為2. 8-3. 2米/秒。
10. 根據權利要求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但不裸露鋼液面，并保持所述微動時間5-10分鐘，優選為6-8分 鐘。
【文檔編號】C22C33/06GK104087716SQ201410299072
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】李紅光, 陳天明, 陳亮, 郭華, 李揚洲, 楊森祥, 郭奠榮, 寄海明, 馮遠超, 張強, 李平凡 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司