專利名稱：：用于爐外精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物的包芯線及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及各種微合金鋼以及特殊鋼的爐外精煉方法，特別是一種用于爐外精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物的包芯線及其制法，它是各種微合金鋼或特殊鋼精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物首選的包芯線。技術(shù)背景一般來(lái)說(shuō)，除個(gè)別鋼種如易切削鋼外，硫是鋼中的有害元素，在鋼中形成硫化物夾雜，降低鋼的延展性和韌性，特別是沖擊韌性。當(dāng)硫以硫化鐵的形式存在時(shí)，會(huì)引起熱脆，同時(shí)，含硫高的鋼抗腐蝕能力大幅度降低，對(duì)鋼的焊接性能也不利。奧氏體不銹鋼經(jīng)點(diǎn)腐蝕可出現(xiàn)硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋(sscc)，其點(diǎn)腐蝕源就在硫化錳夾雜等非金屬夾雜物處；氫誘導(dǎo)裂紋(HIC)是對(duì)石油管線危害最大的缺陷，硫化錳系的夾雜物與鋼之間就會(huì)產(chǎn)生間隙，使之成為氫誘導(dǎo)裂紋的敏感源。夾雜物對(duì)鋼材的危害主要與夾雜物的數(shù)量和尺寸有關(guān)，對(duì)夾雜物進(jìn)行質(zhì)量控制，首要的是控制夾雜物的數(shù)量和尺寸。由于鋼種不同和冶煉成本限制，對(duì)夾雜物的要求也不盡相同，對(duì)普通鋼，總氧50ppm、夾雜物大小在50nm以下，通常對(duì)鋼材性能不構(gòu)成嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。然而，對(duì)IF鋼、硅鋼、簾線鋼和管線鋼等，這個(gè)指標(biāo)可能根本達(dá)不到要求，例如，鋼簾線要求Al2O3夾雜小于1015Mm，才能滿足拉絲過(guò)程中20萬(wàn)米無(wú)斷頭的要求。目前有很多脫硫工藝方法，向鋼液中噴吹石灰脫硫劑是一種較為常見(jiàn)的脫硫方法。通常采用石灰作為脫硫劑進(jìn)行脫硫的處理時(shí)，2CaO+2S=2CaS+02，反應(yīng)產(chǎn)生的氧與鋼液內(nèi)的硅結(jié)合，產(chǎn)生二氧化硅(Si02)。隨著吹入石灰，該二氧化硅形成了硅酸二鈣，而硅酸二鈣形成固體層包裹在石灰粉料表面。結(jié)果不利于石灰粉粒的脫硫效果。因此提高石灰粉粒的有效利用率成為提高脫硫效率的關(guān)鍵。此外，提高鋼產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)純凈鋼的關(guān)鍵在于控制夾雜物。鋼液中的夾雜物大部分是通過(guò)浮力自然上浮去除的，可以說(shuō)這種情況在整個(gè)冶金過(guò)程中一直在進(jìn)行。但是，煉鋼是大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，僅靠自然上浮效率很低，無(wú)法滿足生產(chǎn)要求，因此常常采用專門(mén)的手段，例如爐外精煉、過(guò)濾等，強(qiáng)化夾雜物的去除。吹氬攪拌是鋼包爐重要的精煉手段之一，底吹氬可以均勻鋼液的成分和溫度，最重要的功能是促進(jìn)鋼液中夾雜物的去除。雖然上述方法能在一定程度上去除夾雜物，但是卻不能對(duì)細(xì)小夾雜物進(jìn)行有效的控制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題提供一種能穩(wěn)定控制鋼液中夾雜物的尺寸和數(shù)量分布并脫硫能力強(qiáng)的包芯線，效果明顯、穩(wěn)定、確保和提高精煉鋼的質(zhì)量，降低冶煉成本，并且制備工藝簡(jiǎn)單，利于使用、操作、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的用于爐外精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物的包芯線，其包芯線的線芯由如下原料按重量百分比經(jīng)制備而成低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑170%、碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物l60%、氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物1098%、氟化鈣040%、粘結(jié)劑020%。所述包芯線的線芯由如下原料按重量百分比經(jīng)制備而成低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑565%、碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物255%、氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物1585%、氟化鈣235%、粘結(jié)劑020%。所述包芯線的線芯由如下原料按重量百分比經(jīng)制備而成低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑1035%、碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物1045%、氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物3070%、氟化轉(zhuǎn)530%、粘結(jié)劑515%。所述的粘結(jié)劑為粘土、普通水泥、膨潤(rùn)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lmm3.5mm，其中氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml。所述的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑由如下原料按重量百分比經(jīng)制備而成CaO10%70%，A120315%50%，SiO2010%,MgO010%，CaF2030%，其熔點(diǎn)在1100°C155(TC。制備所述包芯線的工藝方法，包括以下步驟a、投料、混料按配方配比分別其粒度為lnm3.5mm的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉；氟化鈣；碳酸鈣、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(jìn)行混料，混料時(shí)間lh8h;b、烘干處理，在8CrC20(TC烘干設(shè)備中進(jìn)行烘干，時(shí)間為2h24h，即為包芯線的線芯粉料。c、制包芯線經(jīng)烘干處理后的上述線芯粉料以25mm的低碳鋼帶為外皮，采用單層鋼搭接式在制線機(jī)上制包芯線，包線速度為830m/min，線芯粉料含量在100、240g/m。本發(fā)明的包芯線在各種微合金鋼以及特殊鋼的精煉生產(chǎn)過(guò)程中，能使同時(shí)脫脫硫及去除細(xì)小夾雜物的愿望成為現(xiàn)實(shí)，并通過(guò)在LF、RH、VD、CAS-OB中間包或結(jié)晶器中喂入即可穩(wěn)定控制鋼液中硫以及夾雜物的尺寸數(shù)量與分布，而且取得理想的效果。本發(fā)明采用碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物超細(xì)粉料作為微小氣泡的原位生成劑，碳酸鈣、碳酸鎂的分解過(guò)程如下CaC03—C02t+CaO(1)MgC03—C02t+MgO(2)當(dāng)碳酸鈣、碳酸鎂粉料足夠細(xì)小時(shí)，產(chǎn)生氣泡的尺寸與粉料的大小相當(dāng)。因此可以在鋼水中引入超細(xì)氣泡(氣泡的尺寸在10300nm之間)。氣泡的尺寸越細(xì)小，夾雜物的去除效率越高。此外，加入的氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物+低熔點(diǎn)預(yù)熔渣+氟化鈣+碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物的本發(fā)明包芯線分解反應(yīng)后的另一產(chǎn)物氧化鎂或氧化鈣尺寸細(xì)小，能夠在鋼液中迅速熔化形成渣滴并與鋼液中的Al203夾雜物形成低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽，易于上浮到鋼包渣中，從而降低精煉產(chǎn)生的Al203夾雜物的數(shù)量與尺寸。本發(fā)明包芯線與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于配方科學(xué)合理當(dāng)其加入鋼水中產(chǎn)生微小氣泡，與夾雜物的碰撞概率高，同時(shí)細(xì)小渣滴具有渣洗功能，亦能對(duì)鋼液中的夾雜物進(jìn)行有效去除，并經(jīng)應(yīng)用證明，本發(fā)明的包芯線可控制鋼中非金屬夾雜物的尺寸和數(shù)量，可將鋼中總氧控制到315ppm，夾雜物的當(dāng)量直徑為0.59pim，夾雜物平均面積在0.0020.008%;同時(shí)，本發(fā)明包芯線的脫硫能力強(qiáng)，脫硫率為60%~90%，可實(shí)現(xiàn)鋼水精煉脫硫，鋼水脫硫后硫的含量低于0.0010%。制備工藝簡(jiǎn)單、方便，明顯提高鋼水的純凈度降低冶煉成本。具體實(shí)施方式本下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受具體的實(shí)施例所限制，以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。另外，以不違背本發(fā)明技術(shù)方案的前提下，對(duì)本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。實(shí)施例1首先低熔點(diǎn)預(yù)熔渣的制備，低熔點(diǎn)預(yù)熔渣按配方配比取CaO粉40kg、Al20s粉35kg、&02粉10kg、MgO粉10kg、CaF2粉5kg放入混料器中進(jìn)行均勻混料，然后在鎂砂坩堝中熔化、冷卻，然后破碎碾壓及氣流微粉磨研磨制備成為lnm3.5mm的粉料，其熔點(diǎn)在1100155(TC備用；再按配方配比分別取其粒徑為1nm3.5mm的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉35kg、氟化鈣粉5kg、氧化鈣粉55kg、碳酸鈣粉5kg入立式混料器中進(jìn)行均勻混料18h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入8020(TC烘干設(shè)備進(jìn)行烘干1022h即為粉劑。以厚度為2mm5mm的普通低碳鋼帶作為包芯線的外皮，線芯為經(jīng)過(guò)烘干的上述粉劑在制線機(jī)上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，包線速度為830m/min，包芯線粉劑含量在100240g/m，包芯線兩端封閉，裝成10002000m/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(nèi)使用。實(shí)施例2按配方配比取CaO10kg、Al2O350kg、Si025kg、MgO5kg、CaF230kg制備低熔點(diǎn)預(yù)熔渣，其方法同實(shí)施例l;再按配方配比分別取其粒徑為1nm3.5mm的制備好的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣1kg、氧化鎂98kg、碳酸鎂lkg入立式混料器中進(jìn)行均勻混料18h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入10015(TC烘干設(shè)備進(jìn)行烘干10h22h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(jīng)過(guò)烘干的上述粉劑在制線機(jī)上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，其它同實(shí)施例l。實(shí)施例3按配方配比取CaO70kg、Al20315kg、Si023kg、MgO2kg、CaF2l0kg制備低熔點(diǎn)預(yù)熔渣，其方法同實(shí)施例l;再按配方配比分別取其粒徑為1nm3.5mm的制備好的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣45kg、碳酸鈣與碳酸鎂的混合物30kg(兩者的配比不嚴(yán)格要求)、氧化鈣與氧化鎂的混合物10kg、膨潤(rùn)土15kg入立式混料器中進(jìn)行均勻混料18h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入7018(TC烘干設(shè)備進(jìn)行烘干10h20h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(jīng)過(guò)烘干的上述粉劑在制線機(jī)上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，其它同實(shí)施例l。實(shí)施例4按配方配比取CaO50kg、Al2O340kg、Si025kg、MgO5kg制備低熔點(diǎn)預(yù)熔渣，其方法同實(shí)施例l;再按配方配比分別取其粒徑為lnm3.5mm的制備好的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣60kg、氟化鈣10kg、碳酸鈣lkg、氧化鎂25kg、粘土4kg入立式混料器中進(jìn)行均勻混料18h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入9016(TC烘干設(shè)備進(jìn)行烘干10h15h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(jīng)過(guò)烘干的上述粉劑在制線機(jī)上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，橫截面為方形，其它同實(shí)施例l。實(shí)施例5按配方配比取Ca055kg、Al20325kg、CaF220kg制備低熔點(diǎn)預(yù)熔渣，其方法同實(shí)施例1;再按配方配比分別取其粒徑為1nm3.5mm的制備好的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣3kg、氟化鈣2kg、碳酸鈣10kg、氧化鎂85kg入立式混料器中進(jìn)行均勻混料l8h,其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入80-180"C烘干設(shè)備進(jìn)行烘干10h16h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(jīng)過(guò)烘干的上述粉劑在制線機(jī)上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，其它同實(shí)施例1。實(shí)施例6按配方配比取Ca035kg、Al20345kg、Mg05kg、CaF215kg制備低熔點(diǎn)預(yù)熔渣，其方法同實(shí)施例l;再按配方配比分別取其粒徑為1nm3.5mm的制備好的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣12kg、氟化鈣18kg、碳酸鎂45kg、氧化鈣15kg、粘土6kg、水玻璃4kg入立式混料器中進(jìn)行均勻混料18h，其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml;制備好的粉料入卯170。C烘干設(shè)備進(jìn)行烘干10h20h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(jīng)過(guò)烘干的上述粉劑在制線機(jī)上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，橫截面為方形，其它同實(shí)施例l。實(shí)施例7按配方配比取CaO20kg、Al2O330kg、SiO210kg、MgO10kg、CaF230kg制備低熔點(diǎn)預(yù)熔渣，其方法同實(shí)施例1;再按配方配比分別取其粒徑為1nm3.5mm的制備好的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣12kg、氟化鈣18kg、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(jìn)行均勻混料18h,其中所述氧化鈣、氧化鎂的活度^200ml;制備好的粉料入10015(TC烘干設(shè)備進(jìn)行烘干1017h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(jīng)過(guò)烘干的上述粉劑在制線機(jī)上，采用單層鋼帶搭接式制包芯線，其它同實(shí)施例1。下面為本發(fā)明的包芯線在各種微合金鋼及特殊鋼的爐外精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物中的應(yīng)用。應(yīng)用實(shí)施例1鋼包運(yùn)到LF工位，測(cè)溫取樣，調(diào)節(jié)成份。當(dāng)合金化精煉結(jié)束后，停止吹氬，喂包芯線。喂線速度為200300m/min，喂線量為10600m/t。喂線后靜止15min,然后吹氬輕處理，吹氬壓力在0.130.8MPa之間，氬氣流量為50120Nl/min。吹氬輕處理時(shí)間為3min，連鑄采用全程保護(hù)澆注。當(dāng)包芯線加入鋼水后由于碳酸鈣、碳酸鎂粉料足夠細(xì)小，從而產(chǎn)生彌散細(xì)小的氣泡，氣泡越小，夾雜物的去除效率越高，與此同時(shí)包芯線分解另一產(chǎn)物活性氧化鈣的粒度越細(xì)小，就越能在鋼液中迅速熔化形成渣滴，并與鋼液中的Al203夾雜物形成低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽，易于上浮到鋼包渣中，具有渣洗功能。沿鑄坯內(nèi)弧1/4處取樣在500倍顯微鏡下分析夾雜物形貌和粒度，并采用定量金相分析夾雜物面積含量(分析面積為10X10mm)，采用氮氧儀分析全氧含量，分析結(jié)果如表l所示。1表1實(shí)施例與對(duì)比例的試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>應(yīng)用實(shí)施例2鋼水運(yùn)到CAS-OB工位后，測(cè)溫取樣，調(diào)節(jié)成份，并將待處理鋼水進(jìn)行脫氧處理。當(dāng)(0]《0.0003%時(shí)開(kāi)始喂入包芯線。喂線速度在180350m/min,喂線量為10600m/t。喂線后底吹氬氣攪拌，氬氣攪拌強(qiáng)度為00.004mV(mint)，吹氬時(shí)間在5min，連鑄采用全程保護(hù)澆注。采用化學(xué)分析的方法測(cè)定S含量分析結(jié)果見(jiàn)表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>權(quán)利要求1、用于爐外精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物的包芯線，其特征在于包芯線的線芯由如下原料按重量百分比經(jīng)制備而成低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑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(jié)劑0～20％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的包芯線，其特征在于所述包芯線的線芯由如下原料按重量百分比經(jīng)制備而成低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑565%碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物255%氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物1585%氟化鈣235%粘結(jié)劑020%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的包芯線，其特征在于所述包芯線的線芯由如下原料按重量百分比經(jīng)帶J備而成低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑1035%碳酸轉(zhuǎn)、碳酸鎂或碳酸轉(zhuǎn)與碳酸鎂的混合物1045%氧化鈣、氧化鎂或氧化鈣與氧化鎂的混合物3070%氟化鈣530%粘結(jié)劑515%。4、根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的包芯線，其特征在于所述的粘結(jié)劑為粘土、普通水泥、膨潤(rùn)土、水玻璃中任意一種或兩種以上的混合物。5、根據(jù)權(quán)利要求l、2或3所述的包芯線,其特征是所述原料的粒度在lnm3.5mm，其中氧化鈣、氧化鎂的活度》200ml。6、根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的包芯線，其特征在于所述的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑由如下原料按重量百分比經(jīng)制備而成-CaO10%70o/o，A120315%50%，SiO2010%，MgO010%，CaF2030%，其熔點(diǎn)在1100°C1550°C。7、制備權(quán)利要求1所述包芯線的工藝方法，其特征在于包括以下步驟a、投料、混料按配方配比取其粒度為lnm3.5mm的低熔點(diǎn)預(yù)熔渣；氟化鈣；碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣與碳酸鎂的混合物；氧化韓、氧化鎂或氧化韓與氧化鎂的混合'物和粘合劑入混料設(shè)備中進(jìn)行混料，混料時(shí)間lh8h;b、烘干處理在80'C20(TC烘干設(shè)備中進(jìn)行烘干，時(shí)間為2h24h，即為包芯線的線芯粉料。c、制包芯線經(jīng)烘干處理后的上述線芯粉料以25mm的低碳鋼帶為外皮，采用單層鋼搭接式在制線機(jī)上制包芯線，包線速度為830m/min，線芯粉料含量在100240g/m。全文摘要本發(fā)明涉及各種微合金鋼以及特殊鋼的爐外精煉方法，特別是一種用于鋼水爐外精煉脫硫、去除細(xì)小夾雜物的包芯線及其制法。其包芯線的線芯由原料按配方配比分別取低熔點(diǎn)預(yù)熔渣粉劑、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(jié)劑經(jīng)制備而成，線芯粉料以2～5mm的低碳鋼帶為外皮，采用單層鋼搭接式在制線機(jī)上制包芯線。本發(fā)明具有配方科學(xué)工藝簡(jiǎn)單合理，對(duì)鋼液中的夾雜物進(jìn)行有效去除，同時(shí)經(jīng)應(yīng)用證明可實(shí)現(xiàn)鋼水快速精煉脫硫至硫含量低于0.0030％，且效率高、穩(wěn)定、時(shí)間短?？蓾M足不同鋼水對(duì)硫含量的要求。大大提高了精煉鋼的質(zhì)量降低冶煉成本。文檔編號(hào)C21C7/04GK101319266SQ200810012380公開(kāi)日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年7月17日優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日發(fā)明者任子平,劉萬(wàn)山,唐復(fù)平,群孫,孟勁松,軍張,張曉軍,鎮(zhèn)李,李德剛,紅栗,王仁貴,王文仲,王曉峰,陳本文申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司