適用于連鑄結(jié)晶器的鈦-鐵粉包芯線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于連鑄結(jié)晶器的鈦-鐵粉包芯線，它由粒度為60-150目的，含鈦為65-75%的鈦-鐵粉劑和將其包裹的、厚度為0.15mm-0.25mm的低碳薄鋼板構(gòu)成。所述包芯線適于喂入連鑄結(jié)晶器中，其中的鈦-鐵粉劑可在結(jié)晶器中充分熔化并均勻分散，從而可使鋼的晶粒充分細(xì)化。
【專利說明】適用于連鑄結(jié)晶器的鈦-鐵粉包芯線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈦包芯線，特別是涉及一種適于在連鑄結(jié)晶器喂入的鈦包芯線。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼的機(jī)械性能不僅取決于其成分設(shè)計(jì)，也取決于鋼的實(shí)際組織，這是本【技術(shù)領(lǐng)域】的共識(shí)。一般來說，只要鋼中的化學(xué)成分符合技術(shù)規(guī)范的要求，其強(qiáng)度就能達(dá)到技術(shù)規(guī)范的要求，但塑性和韌性常因鋼的組織不同，往往差別很大，譬如，傳統(tǒng)的20MnSi結(jié)構(gòu)鋼的性能即是如此。為提高20MnSi結(jié)構(gòu)鋼的塑性和韌性，本領(lǐng)域的技術(shù)人員采取了很多解決方法，其中之一是，通過使20MnSi結(jié)構(gòu)鋼晶粒細(xì)化來提高其塑性和韌性。具體的手段是通過在鋼中形成細(xì)小的結(jié)晶質(zhì)點(diǎn)以使晶粒細(xì)化。
[0003]釩與氮能在鋼中形成極為細(xì)小的氮化釩質(zhì)點(diǎn)，它能導(dǎo)致鋼的晶粒細(xì)化，從而明顯提高鋼的塑性和韌性。然而，由于釩的價(jià)格十分昂貴，所以通過往鋼中加釩來改善鋼的性能，在經(jīng)濟(jì)上看，并不可行，特別是對(duì)于20MnSi結(jié)構(gòu)鋼這種大批生產(chǎn)而利潤空間狹小的鋼種而言，尤為如此。
[0004]有鑒于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直致力于尋求一種較為廉價(jià)的，但作用相近的晶粒細(xì)化元素來取代釩，以達(dá)到既能改善鋼的性能，又不明顯增加鋼的生產(chǎn)成本的目的。
[0005]本領(lǐng)域的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，鈦具有與釩相似的細(xì)化晶粒的功能。由于鈦的價(jià)格僅為釩價(jià)格的八分之一，因而鈦是釩的理想的替代品。
[0006]傳統(tǒng)的加鈦的方法是，伴隨著往鋼水包中吹氮?dú)?，往其中添加鈦，常見的是?鐵。所述的鈦-鐵形態(tài)，可以是鈦-鐵塊，也可以是充有鈦-鐵粉劑的包芯線。盡管鈦具有明顯的細(xì)化晶粒的功能，但它也有使鋼水變得黏稠，即使鋼水的流動(dòng)性變差的弊端。將鈦-鐵塊或鈦-鐵粉劑包芯線直接加入鋼水中的結(jié)果是，在澆注時(shí)水口可能被堵塞，從而造成澆注中斷的事故。另外,在鋼水包中加鈦處理后的鈦吸收率僅為30-50%。
[0007]消除這一風(fēng)險(xiǎn)的可行方法是將充有鈦-鐵粉末的包芯線直接喂入連鑄結(jié)晶器中。但是結(jié)晶器處的喂線條件極不理想:1.結(jié)晶器內(nèi)所容的液態(tài)鋼水的量極為有限，因而喂入的鈦-鐵粉末的包芯線可能因鋼水熱容量不足而未完全熔化；2.結(jié)晶器內(nèi)所容的液態(tài)鋼水的溫度較低，流動(dòng)性較差，因而喂入的鈦-鐵粉末即便完全熔化，也不一定能均勻分散。涉及鈦-鐵粉末完全熔化及均勻分散的因素很多，主要有結(jié)晶器內(nèi)的鋼水溫度、所用的鈦-鐵粉末具體成分、所述包芯線外皮的材質(zhì)及其厚度、所澆注的鋼坯的尺寸及澆注時(shí)的拉坯速度等。綜合考慮上述因素，從而形成一種可供實(shí)用的鈦-鐵粉包芯線，不是一件僅通過有限的常規(guī)實(shí)驗(yàn)即可完成的事。因此，盡管在現(xiàn)有技術(shù)中已有可用于鋼水包中的鈦-鐵粉包芯線，但適用于連鑄結(jié)晶器中的鈦-鐵粉末包芯線卻遲遲未曾出現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種可適用于連鑄結(jié)晶器的鈦-鐵粉包芯線。
[0009]技術(shù)解決方案
[0010]本發(fā)明提供一種適用于連鑄結(jié)晶器的鈦-鐵粉包芯線，其構(gòu)成為:鈦-鐵粉劑和用于包裹所述鈦-鐵粉劑的金屬外皮；[0011 ] 所述的鈦-鐵粉劑包括含鈦為65-75%的鈦-鐵，其粒度為50-150目
[0012]所述的金屬外皮為低碳鋼薄板,其厚度為0.15mm-0.25mm ；
[0013]所述鈦-鐵粉包芯線的外徑為;其單位長度的粉劑含量為30g/m_50g/m。
[0014]較好地是，
[0015]所述的鈦-鐵粉末包括含鈦為67%_72%的鈦-鐵；
[0016]所述金屬外皮的厚度為0.18-0.22mm ;其單位長度的粉劑含量為38g/m_42g/m。
[0017]所述鈦-鐵粉末包芯線的外徑為4_5mm ；
[0018]其粒度為80-100目。
[0019]實(shí)驗(yàn)表明，將所述包芯線所用的鈦-鐵粉末的含鈦量提高至75%以上時(shí)，該包芯線細(xì)化晶粒的效果并未明顯提高；而當(dāng)所述包芯線所用的鈦-鐵粉末的含鈦量降至至60%以下時(shí)，則所述包芯線細(xì)化晶粒的效果明顯下降，而且，隨著鈦含量的下降，要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)喂入足夠的鈦，則勢必要提高喂線速度，這又帶來使拉坯速度與喂線速度相匹配的難題，因此，本發(fā)明將所述鈦-鐵粉末的含鈦量確定為65-75%，更好是67%-72% ；
[0020]將所述鈦-鐵粉末包芯線單位長度的粉劑含量定為30g/m-50g/m，更好是38g/m-42g/m，是因?yàn)樵搮?shù)既影響所述包芯線的剛度，又影響喂線速度與拉坯速度的合理匹配。若所述鈦-鐵粉末包芯線單位長度的粉劑含量低于30g/m，則使得所述包芯線的剛度不足，從而不能被順利地喂入結(jié)晶器；若所述鈦-鐵粉末包芯線單位長度的粉劑含量大于50g/m，則勢必需要降低拉坯速度，或降低喂細(xì)線速度，這將導(dǎo)致整個(gè)工藝流程的紊亂。實(shí)驗(yàn)證明，將所述鈦-鐵粉末包芯線單位長度的粉劑含量定為30g/m-50g/m，可以保證連鑄工序的順行。
[0021]將所述的金屬外皮確定厚度為0.15mm-0.25mm,更好是0.18-0.22mm,是考慮到，所述的金屬外皮的厚度若大于0.25mm,則其不能在結(jié)晶器中充分熔化，結(jié)果導(dǎo)致鈦不能在鋼水中充分分散，顯而易見的結(jié)果是，鋼的晶粒度未能細(xì)化；而若所述金屬外皮的厚度小于0.15mm，則用其構(gòu)成的包芯線的剛度不夠，結(jié)果導(dǎo)致所述包芯線過軟而不能穿透結(jié)晶器內(nèi)鋼水上面的保護(hù)渣層，順利地喂入鋼水中，因此，將所述的金屬外皮的厚度確定為
0.15mm-0.25mm。
[0022]為確保鈦合金粉末在結(jié)晶器內(nèi)充分熔化，需對(duì)所述粉末的粒度加以控制。實(shí)驗(yàn)證明，該粉末的合理粒度為60-150目，而更好是80-100目。雖然粉末的粒度越小，越有利于該粉末的熔化及鈦的分散，但使該粒度< 150目并無明顯的優(yōu)點(diǎn)，而且所述粉末越細(xì)，則其團(tuán)塊化的趨勢越強(qiáng)。該粒度>60目時(shí)，粉末難于熔化、鈦難于均勻分散的趨勢是顯而易見的，所以，本發(fā)明將粉劑的粒度定為60-150目是有益的。
[0023]制備包芯線的技術(shù)早已是公知的常規(guī)技術(shù)，其所使用的制造設(shè)備是常規(guī)的包芯機(jī)，對(duì)此，本發(fā)明人不作贅述。
[0024]本發(fā)明的鈦包芯線適于在連鑄結(jié)晶器中使用。用本發(fā)明的鈦包芯線的突出優(yōu)點(diǎn)在于，它不但能使鋼的晶粒細(xì)化，從而明顯改善鋼的塑性、韌性、沖擊等性能，更重要的是，由于本發(fā)明的鈦包芯線適于在連鑄結(jié)晶器中使用，從而避免了因在鋼水包中吹氮、加鈦而使水口被堵塞的弊端。
[0025]下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。具體實(shí)施方案
[0026]實(shí)施例1.
[0027]用常規(guī)方法制備鈦包芯線。所述包芯線內(nèi)的鈦-鐵粉劑為含鈦為72%的鈦-鐵粉末，其粒度為80目；其外皮用低碳鋼制成，厚度為0.18mm ;所述鈦包芯線的外徑為4mm。
[0028]所述鈦-鐵粉末包芯線的單位長度的粉劑含量為40g/m。
[0029]將上述包芯線用于在連鑄結(jié)晶器中處理20MnSi結(jié)構(gòu)鋼鋼水，連鑄坯為150X 150mm的方坯。來自中間包的鋼水經(jīng)水口分成10流分別注入10個(gè)結(jié)晶器中，。與此同時(shí)，以5m/分的喂線速度，通過10臺(tái)喂線機(jī)將上述包芯線喂于所述連鑄結(jié)晶器中。在整個(gè)連鑄過程中，喂線流暢，無斷線、打結(jié)現(xiàn)象出現(xiàn)。
[0030]所得鋼坯的檢驗(yàn)結(jié)果:
[0031 ] 鈦的吸收率為85.2%-87.3% ；
[0032]鈦的分布均勻，無明顯的鈦偏析。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于連鑄結(jié)晶器的鈦-鐵粉包芯線，其構(gòu)成為:鈦-鐵粉劑和用于包裹所述鈦-鐵粉劑的金屬外皮，所述的鈦-鐵粉劑包括含鈦為65-75%的鈦-鐵，其粒度為50-150目，所述的金屬外皮為低碳鋼薄板，其厚度為0.15mm-0.25mm,所述鈦-鐵粉包芯線的外徑為;其單位長度的粉劑含量為30g/m-50g/m。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于連鑄結(jié)晶器的鈦-鐵粉包芯線，其中，所述的鈦-鐵粉末包括含鈦為67%-72%的鈦-鐵；其粒度為80-100目，所述金屬外皮的厚度為0.18-0.22mm ;其單位長度的粉劑含量為38g/m_42g/m，所述鈦-鐵粉末包芯線的外徑為4-5_。
【文檔編號(hào)】B22D11/111GK104174827SQ201310205387
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】左生華 申請人:左生華