一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線及其制作方法，屬于包芯線【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的氮化硅釩鐵合金包芯線由鋼帶包覆芯粉而成，芯粉由氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末組成，芯粉各組分按質(zhì)量份組成如下：氮化硅釩鐵合金99.7-99.9份、硅基稀土合金粉末0.1-0.3份。本發(fā)明制備方法的步驟為：氮化硅釩鐵合金備料；硅基稀土合金粉末備料；芯粉的制備；鋼帶包覆芯粉，采用厚度為0.34-0.45mm的鋼帶將芯粉包覆成直徑為9-13mm的包芯線。本發(fā)明使得固氮效果和作用得到明顯改善，氮元素在鋼水中的收得率大大提高，克服了現(xiàn)有技術(shù)中含氮材料制成包芯線在微合金鋼生產(chǎn)作增氮強(qiáng)化劑使用存在的不足。
【專利說明】一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶金含釩微合金鋼煉鋼生產(chǎn)過程爐外精煉工藝增氮提高合金鋼強(qiáng)度的合金芯線【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線及其制作方法。在含釩微合金鋼、RHB400和RHB400E以上級(jí)別高強(qiáng)螺紋鋼及硅鋼作增氮強(qiáng)化劑生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

【背景技術(shù)】
[0002]微合金鋼生產(chǎn)過程中通常加入具有細(xì)化晶粒和沉淀析出強(qiáng)作用的V、Nb、Al、Ti等微量元素，使鋼材熱軋后獲得高強(qiáng)度、高焊接性及良好的成型性能。不足之處是鋼中加入的微量元素V、Nb、Al、Ti價(jià)格昂貴，使其生產(chǎn)成本居高不下，同時(shí)由于Al、Ti屬活潑元素，易與鋼中的氧反應(yīng)生成高熔點(diǎn)氧化夾雜物，難以去除，從而污染鋼水，影響連鑄正常生產(chǎn)。
[0003]二^^一世紀(jì)初，鋼廠開始推廣使用釩氮合金替代釩鐵、鈮鐵合金，因釩氮合金中的N、V及鋼中C原子形成高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度碳化物、氮化物和碳氮化物，沉淀析出強(qiáng)作用比V、Nb、Al、Ti等微量元素作用更加明顯，可有效地降低微量元素V、Nb、Al、Ti加入量，降低微合金鋼生產(chǎn)成本。因而釩氮合金作為一種高強(qiáng)度低合金鋼最經(jīng)濟(jì)有效的添加劑，廣泛應(yīng)用于非調(diào)質(zhì)鋼、高強(qiáng)度厚壁H型鋼、工具鋼、高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋等鋼生產(chǎn)。但釩氮合金生產(chǎn)過程中對(duì)溫度控制要求苛刻，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，而且投資大，產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性不高，導(dǎo)致釩氮合金價(jià)格高達(dá)10多萬元/噸，不利于鋼廠挖潛降本。同時(shí)，因釩氮合金生產(chǎn)工藝限制，合金中N最大含量只有14%，因而只有35.5%釩形成V(N、C)，鋼中大量V沒有起到沉淀強(qiáng)化和抑制晶粒長(zhǎng)大的作用，鋼中V浪費(fèi)較大。
[0004]基于N元素在含釩鋼中的強(qiáng)化析出作用，為了提高含釩鋼中V的利用率，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，一種如:氮化硅錳、氮化鉻、氮化鈦、氮化鋁等富含N(N含量在20% )的材料用于微合金鋼中作增氮?jiǎng)┦褂?，以提高微合金元素V的利用率的應(yīng)用研究取得進(jìn)展。氮化物材料作為含釩鋼的增氮強(qiáng)化劑主要采用爐后與脫氧合金一起加入方式，形狀與合金外形一樣為塊狀，粒度為5-50mm。但由于氮化鉻、氮化鈦、氮化鋁等材料存在如下缺點(diǎn):1)價(jià)格偏高，一般在20000元/t以上，造成微合金鋼生產(chǎn)成本偏高；2)單一含氮材料中鉻、鈦、鋁屬活波金屬，爐后以合金形式加入，因體積密度小，漂浮在鋼液表面，固氮合金元素極易燒損和被鋼水中氧化損耗，固氮合金元素大幅損耗，N揮發(fā)損耗大，固氮效果不好，鋼水增氮量少，氮收得率不穩(wěn)定(一般在0-25% )，N的強(qiáng)化作用有限；3)含氮材料中較高的鈦、鋁含量，與鋼中氧反應(yīng)生產(chǎn)的氧化物夾雜物，熔點(diǎn)高、粘度大，難以上浮，對(duì)鋼水質(zhì)量污染大，影響連鑄正常澆鑄等缺點(diǎn)，因而限制了這些含氮材料在微合金鋼生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。
[0005]為解決氮化鉻、氮化鈦、氮化鋁等材料作為含釩鋼的增氮強(qiáng)化劑以合金加入方式存在缺點(diǎn)，將氮化硅錳、氮化鉻、氮化鈦、氮化鋁、氮化硅鐵與含釩、含鈮合金或脫氧合金等顆粒制成合金包芯線，作為含釩鋼增氮強(qiáng)化劑在LF精煉時(shí)以喂線方式加入鋼水中的技術(shù)在生產(chǎn)RHB400E含釩鋼獲得成功。由于鋼中微量元素V的作用，鋼中N收得率明顯提高到40%以上，氮的析出強(qiáng)化作用更加明顯，同等生產(chǎn)工藝條件下，鋼中喂入含釩增氮合金包芯線后，生產(chǎn)的RHB400E鋼屈服、抗拉、延伸率等力學(xué)性能指標(biāo)要優(yōu)于采用釩微合金化工藝生產(chǎn)的RHB400E，可減少釩合金20%以上。但氮化硅錳合金中的硅、錳易與鋼水中氧反應(yīng)，在鋼中不含或含量極少V、Nb、Al、Ti固氮元素的情況下，氮化硅錳中的硅、錳幾乎沒有固氮作用。因此，關(guān)于增氮合金包芯線在鋼鐵冶煉過程中的應(yīng)用，其最大的難點(diǎn)就是:如何實(shí)現(xiàn)氮在鋼液中的穩(wěn)定收得率，使得氮元素在鋼中強(qiáng)化析出作用得以最優(yōu)化實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有技術(shù)均未能實(shí)現(xiàn)氮元素的穩(wěn)定收得率，關(guān)鍵就在于固氮作用沒做好。
[0006]關(guān)于包芯線已有相關(guān)技術(shù)方案公開，如:中國專利申請(qǐng)?zhí)?01210377151.X，申請(qǐng)日2012年10月8日公開的發(fā)明名稱為:一種冶金用釩氮微合金化及復(fù)合脫氧的包芯線的技術(shù)方案；中國專利申請(qǐng)?zhí)?01410131544.1，申請(qǐng)日2014年4月3日公開的發(fā)明名稱為:釩微合金化鋼增氮用氮化硅錳包芯線的技術(shù)方案；中國專利申請(qǐng)?zhí)?01320280835.8，申請(qǐng)日2013年5月22日公開的發(fā)明名稱為:一種冶金用釩氮微合金化及復(fù)合脫氧的包芯線的技術(shù)方案。但是，上述專利文件公開的技術(shù)方案對(duì)于鋼鐵企業(yè)挖潛降本還存在一定的空間，其關(guān)鍵技術(shù)問題是:氮元素在鋼水中的收得率低，導(dǎo)致含氮材料制成合金和包芯線在微合金鋼生產(chǎn)中作增氮強(qiáng)化劑使用存在不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的目的在于克服含氮材料制成包芯線在含釩微合金鋼生產(chǎn)作增氮強(qiáng)化劑使用存在的不足，提供了一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線及其制作方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，固氮效果和作用得到明顯改善，氮元素在鋼水中的收得率大大提高，使得氮元素在鋼中強(qiáng)化析出作用得以最優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。
[0009]2.技術(shù)方案
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0011]其一，本發(fā)明的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，該氮化硅釩鐵合金包芯線由鋼帶包覆芯粉而成，所述的芯粉由氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末組成，其中:芯粉各組分按質(zhì)量份組成如下:氮化硅釩鐵合金99.7-99.9份、硅基稀土合金粉末0.1-0.3份,上述的氮化娃鑰;鐵合金和娃基稀土合金粉末用于將氮兀素固定于鋼水中。本發(fā)明選用氮化硅釩鐵合金，并配合硅基稀土合金粉末設(shè)計(jì)了新的配方，使得本發(fā)明的包芯線既減小了與鋼中氧反應(yīng)的幾率，穩(wěn)定性更好，固氮效果和作用更加明顯，N收得率在40%以上，又降低了增氮強(qiáng)化劑的使用成本，噸鋼可降成本60元以上。作為本發(fā)明突出的突破點(diǎn)，本發(fā)明采用氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末通過實(shí)現(xiàn)了對(duì)氮元素在鋼水中的最佳固定作用，使得氮元素在鋼水中的收得率得到保證，完全改變了現(xiàn)有技術(shù)中的固氮方式，本發(fā)明提出了創(chuàng)新的固氮方式，這是專利 申請(qǐng)人:組織技術(shù)專家多年的研究成果。
[0012]更進(jìn)一步地，所述的氮化娃鑰;鐵合金由粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料組成，其中粒徑< 0.5mm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的5-10%,粒徑0.5-lmm的粉料占氮化娃f凡鐵合金總質(zhì)量的80-90%,粒徑l-3mm的粉料占氮化娃f凡鐵合金總質(zhì)量的5-10%。所述的娃基稀土合金粉末由粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm粉料組成,其中粒徑< 0.5mm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的10-25%，粒徑0.5-lmm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的 75-90% ο
[0013]本發(fā)明中氮化娃鑰;鐵合金由粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料組成,娃基稀土合金粉末由粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm粉料組成,這是本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)手段,一般的包芯線只在組分上做研究， 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)單純?cè)诮M分上考慮包芯線如何最佳固氮是無法實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明創(chuàng)新的提出了通過組分的配合且通過對(duì)各個(gè)組分的粒度進(jìn)行設(shè)計(jì)，減小了與鋼中氧反應(yīng)的幾率，穩(wěn)定性更好，固氮效果和作用更加明顯，N收得率在40%以上。
[0014]其二，本發(fā)明的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線的制作方法，其步驟為:
[0015]步驟一、氮化硅釩鐵合金備料
[0016]將氮化硅釩鐵合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的氮化硅釩鐵合金篩分成< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑(0.5mm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的5-10%,粒徑0.5-lmm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的80-90%，粒徑l-3mm的粉料占氮化硅釩鐵合金總質(zhì)量的5-10%，備用；
[0017]步驟二、硅基稀土合金粉末備料
[0018]將硅基稀土合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的硅基稀土合金篩分成< 0.5mm、0.5_lmm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑< 0.5_的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的10-25%，粒徑0.5-lmm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的75-90%,配料混合后得娃基稀土合金粉末,備用；
[0019]步驟三、芯粉的制備
[0020]按質(zhì)量份數(shù)稱取步驟一和步驟二中的氮化硅釩鐵合金99.7-99.9份、硅基稀土合金粉末0.1-0.3份,將氮化娃f凡鐵合金和娃基稀土合金粉末混合得芯粉；
[0021]步驟四、鋼帶包覆芯粉
[0022]采用厚度為0.34-0.45mm的鋼帶將步驟三中的芯粉包覆成直徑為9_13mm的包芯線，即得氮化硅釩鐵合金包芯線。
[0023]3.有益效果
[0024]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0025](I)本發(fā)明的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，其芯粉由氮化硅鑰;鐵合金和娃基稀土合金粉末組成，其中氮化娃f凡鐵合金和娃基稀土合金粉末用于將氮兀素固定于鋼水中，本發(fā)明的包芯線通過芯粉組分的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使得固氮效果和作用得到明顯改善，氮元素在鋼水中的收得率大大提高，克服了現(xiàn)有技術(shù)中含氮材料制成包芯線在微合金鋼生產(chǎn)作增氮強(qiáng)化劑使用存在的不足；
[0026](2)本發(fā)明的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線的制作方法，通過對(duì)芯粉中組分氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末的粒度做獨(dú)特的設(shè)計(jì)，且控制芯粉各組分按質(zhì)量份組成如下:氮化娃f凡鐵合金99.7-99.9份、娃基稀土合金粉末0.1-0.3份,米用鋼帶將芯粉包覆成直徑為9-13_的包芯線，可在吹氬精煉站、LF鋼包爐使用，可充分利用鋼廠現(xiàn)有喂線設(shè)備，通過將包芯線喂入鋼液深部，在吹氬氣體強(qiáng)力攪拌作用下，與鋼水接觸面積更大，N在鋼水中分布更加均勻，固氮效果更好，N的收得率更高。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0028]實(shí)施例1
[0029]本實(shí)施例的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，該氮化硅釩鐵合金包芯線由鋼帶包覆芯粉而成，所述的芯粉由氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末組成，其中:芯粉各組分按質(zhì)量份組成如下:氮化硅釩鐵合金99.8份、硅基稀土合金粉末0.2份，上述的氮化娃鑰;鐵合金和娃基稀土合金粉末用于將氮兀素固定于鋼水中。本實(shí)施例的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線的制作方法，其具體的步驟為:
[0030]步驟一、氮化硅釩鐵合金備料
[0031]將氮化硅釩鐵合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的氮化硅釩鐵合金篩分成< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑(0.5mm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的7 %,粒徑0.5-lmm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的85 %,粒徑1-3_的粉料占氮化娃f凡鐵合金總質(zhì)量的8 %,備用。氮化娃f凡鐵合金的成份中要求元素的質(zhì)量百分比為=V彡40%,N彡20%,Si彡15%,Fe彡10%，同時(shí)V/N按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值控制在大于3.4，本實(shí)施例中氮化硅釩鐵合金的V/N按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值為3.5。
[0032]步驟二、硅基稀土合金粉末備料
[0033]將硅基稀土合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的硅基稀土合金篩分成彡0.5mm、0.5_lmm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑彡0.5mm的粉料占娃基稀土合金粉末總質(zhì)量的18%,粒徑0.5-lmm的粉料占娃基稀土合金粉末總質(zhì)量的82%，配料混合后得硅基稀土合金粉末，備用。硅基稀土合金粉末的成份中要求元素的質(zhì)量百分比為:RE 為 30-35%、Si 為 30-35%。
[0034]步驟三、芯粉的制備
[0035]按質(zhì)量份數(shù)稱取步驟一和步驟二中的氮化硅釩鐵合金99.8份、硅基稀土合金粉末0.2份,將氮化娃f凡鐵合金和娃基稀土合金粉末混合得芯粉；
[0036]步驟四、鋼帶包覆芯粉
[0037]采用厚度為0.40mm的鋼帶將步驟三中的芯粉包覆成直徑為12mm的包芯線，即得氮化硅釩鐵合金包芯線。制得的氮化硅釩鐵合金包芯線要求其芯粉米重量> 200g/m，氮化娃鑰;鐵合金包芯線米重量> 390g/m,,具體在本實(shí)施例中芯粉米重量為210g/m,氮化娃鑰；鐵合金包芯線的米重量為395g/m。
[0038]在生產(chǎn)RHB400鋼時(shí)，轉(zhuǎn)爐出鋼合金化后，在吹氬精煉站通過喂線機(jī)喂入本實(shí)施例制備的氮化娃f凡鐵合金包芯線，喂入量按3.4m/噸鋼計(jì)算,N收得率大于45%,鋼中Mn質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降低0.25% ;軋制Φ 16mm螺紋鋼的Rel 530Mpa、Rm 640Mpa、A 26%以上。
[0039] 申請(qǐng)人:通過研究發(fā)現(xiàn)，含釩微合金鋼中，V的有效利用率和N沉淀析出強(qiáng)化作用最大化，在于準(zhǔn)確控制V/N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值大于3.4。V/N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值過大、過小會(huì)造成使用效果和綜合經(jīng)濟(jì)效益達(dá)不到最佳化。但在現(xiàn)有的含釩增氮合金包芯線中，含有增氮用氮化物、含釩或含鈮合金或脫氧合金等多種組份，由于材料品種多、材料密度和熔點(diǎn)不同，以喂線方式喂入鋼水中，存在熔化快慢差異、不均勻，難以保證N穩(wěn)定收得率及V有效利用率；同時(shí)在芯線生產(chǎn)過程喂料設(shè)備配比控制難度大，會(huì)造成組分配比不準(zhǔn)確，成份波動(dòng)大，造成芯線質(zhì)量不穩(wěn)定，難以確保控制材料中的V/N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值大于3.4，很難保證使用效果最優(yōu)化。此外，現(xiàn)有技術(shù)中普通的含釩增氮合金包芯線中，由于缺乏合理的固氮機(jī)理，導(dǎo)致氮元素在鋼水中沒能被有效固定，從而導(dǎo)致氮元素在鋼水中的收得率低。
[0040]本發(fā)明針對(duì)含氮材料制作成合金和包芯線在微合金鋼生產(chǎn)作增氮強(qiáng)化劑使用存在的不足，將增加鋼中N含量的增氮材料，固氮用的含釩合金或含鈮合金等多組份材料，根據(jù)V、N強(qiáng)化機(jī)理，通過優(yōu)化成一種材料-氮化硅釩鐵合金作增氮強(qiáng)化劑的材料，通過優(yōu)化和控制氮化硅釩鐵合金中的V、N含量，確保按V/N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值大于3.4 ;同時(shí)添加硅基稀土合金粉末，本發(fā)明中的氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末作為固氮使用，同時(shí)達(dá)到脫氧、脫硫能力強(qiáng)，夾雜物形態(tài)控制能力強(qiáng)，細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用明顯，能有效地改善鋼組織性能。采用強(qiáng)度高、韌性好的優(yōu)質(zhì)低碳鋼帶，控制包線機(jī)速度包覆成密度高、芯粉飽滿(芯粉重控制在3 200g/m)、強(qiáng)度和韌性好，適合鋼廠喂線機(jī)使用，直徑在Φ9-13πιπι的合金芯線，芯線材料中V、N含量控制質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是依據(jù)V、N強(qiáng)化機(jī)理，V利用效率最大化(鋼中形成V、N、C化合物比例達(dá)到或超過70%，沉淀析出強(qiáng)化作用更大)，適量的硅基稀土合金粉末加入對(duì)提高和改善含V微合金鋼組織性能和細(xì)化晶粒作用更加明顯，可有效地降低含V微合金鋼生產(chǎn)成本，降低合金消耗。合金中的脫氧合金元素Si，根據(jù)不同鋼廠鋼水使用條件(鋼水中氧含量高低)，減少鋼中氧量對(duì)釩固氮作用的影響，提高N收得率。氮化硅釩鐵合金包芯線比現(xiàn)有的含氮、釩包芯線具有生產(chǎn)的芯線難度小(芯粉中物料組份單一)、成份控制容易，生產(chǎn)的芯線質(zhì)量穩(wěn)定，使用效果更加穩(wěn)定，綜合經(jīng)濟(jì)效益最大化，應(yīng)用生產(chǎn)的鋼種范圍更廣，降本優(yōu)勢(shì)更加明顯，可廣泛用于非調(diào)質(zhì)鋼、高強(qiáng)度厚壁H型鋼、工具鋼、硅鋼、高強(qiáng)度熱軋帶肋鋼筋等鋼生產(chǎn)。
[0041]針對(duì)本發(fā)明的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，進(jìn)一步詳細(xì)說明如下:1)本發(fā)明采用氮化娃f凡鐵合金的破碎成粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料制成的合金包芯線，通過控制其粒度，可使芯線中芯粉包覆更加緊密，可喂入鋼水深部，與鋼水接觸和反應(yīng)更加完全，減少N的揮發(fā)損耗，提高N的收得率。2)采用氮化硅釩鐵合金單一合金材料生產(chǎn)的合金芯線，主要通過準(zhǔn)確控制合金中的V、N質(zhì)量分?jǐn)?shù)，來確保V/N按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值控制在大于3.4，克服了現(xiàn)有增氮合金包芯線組分多、比重不同、芯線生產(chǎn)過程控制難度大，多組份物理混合很難確保配比準(zhǔn)確性，難以穩(wěn)定芯線中V/N大于3.4的不足。3)芯線中加入娃基稀土合金粉末，娃基稀土合金粉末由粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm粉料組成,可使稀土合金均勻填充在氮化硅釩鐵合金顆粒中，使包覆的芯線更加緊密，本發(fā)明通過硅基稀土合金粉末的作用，不僅能實(shí)現(xiàn)固氮作用，而且能有效地改善含V微合金鋼組織性能和細(xì)化晶粒作用，V微合金鋼晶粒度等級(jí)可提高1-2個(gè)等級(jí)，通過提高和改善V微合金鋼力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)降低V微合金鋼合金生產(chǎn)成本的作用更加明顯。4)本發(fā)明制成的合金包芯線，可在吹氬精煉站、LF鋼包爐使用，可充分利用鋼廠現(xiàn)有喂線設(shè)備，通過將包芯線喂入鋼液深部，在吹氬氣體強(qiáng)力攪拌作用下，與鋼水接觸面積更大，N在鋼水中分布更加均勻，固氮效果更好，N的收得率更高。5)以包芯線形式加入鋼水中，可將氮化硅釩鐵合金喂入鋼水深部，減少了燒損或氧化損耗，避免含氮材料以塊狀合金加入鋼水中，易被鋼水中氧氧化，固氮效果差，N收得率不穩(wěn)定現(xiàn)象。
[0042]實(shí)施例2
[0043]本實(shí)施例的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，該氮化硅釩鐵合金包芯線由鋼帶包覆芯粉而成，所述的芯粉由氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末組成，其中:芯粉各組分按質(zhì)量份組成如下:氮化硅釩鐵合金99.7份、硅基稀土合金粉末0.3份，上述的氮化娃鑰;鐵合金和娃基稀土合金粉末用于將氮兀素固定于鋼水中。本實(shí)施例的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線的制作方法，其具體的步驟為:
[0044]步驟一、氮化硅釩鐵合金備料
[0045]將氮化硅釩鐵合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的氮化硅釩鐵合金篩分成< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑(0.5mm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的5 %,粒徑0.5-lmm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的90 %,粒徑1-3_的粉料占氮化娃f凡鐵合金總質(zhì)量的5 %,備用。氮化娃f凡鐵合金的成份中要求元素的質(zhì)量百分比為=V彡40%,N彡20%,Si彡15%,Fe彡10%，同時(shí)V/N按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值控制在大于3.4，本實(shí)施例中氮化硅釩鐵合金的V/N按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值為3.5。
[0046]步驟二、硅基稀土合金粉末備料
[0047]將硅基稀土合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的硅基稀土合金篩分成彡0.5mm、0.5_lmm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑彡0.5mm的粉料占娃基稀土合金粉末總質(zhì)量的10%,粒徑0.5-lmm的粉料占娃基稀土合金粉末總質(zhì)量的90%，配料混合后得硅基稀土合金粉末，備用。硅基稀土合金粉末的成份中要求元素的質(zhì)量百分比為:RE 為 30-35%、Si 為 30-35%。
[0048]步驟三、芯粉的制備
[0049]按質(zhì)量份數(shù)稱取步驟一和步驟二中的氮化硅釩鐵合金99.7份、硅基稀土合金粉末0.3份,將氮化娃f凡鐵合金和娃基稀土合金粉末混合得芯粉；
[0050]步驟四、鋼帶包覆芯粉
[0051]采用厚度為0.34mm的鋼帶將步驟三中的芯粉包覆成直徑為9mm的包芯線，即得氮化硅釩鐵合金包芯線。制得的氮化硅釩鐵合金包芯線要求其芯粉米重量> 200g/m，氮化硅鑰;鐵合金包芯線米重量> 390g/m,,具體在本實(shí)施例中芯粉米重量為200g/m,氮化娃I凡鐵合金包芯線的米重量為390g/m。
[0052]在生產(chǎn)RHB400E含釩鋼時(shí)，轉(zhuǎn)爐出鋼合金化后，在吹氬精煉站通過喂線機(jī)喂入本實(shí)施例制備的氮化硅釩鐵合金包芯線，喂入量按3.4m/噸鋼計(jì)算，N收得率大于55 %，鋼中V質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降低0.025% ;軋制Φ32_螺紋鋼的Rel 560Mpa、Rm 680Mpa、A 23%以上。本實(shí)施例中的其它說明同實(shí)施例1。
[0053]實(shí)施例3
[0054]本實(shí)施例的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，該氮化硅釩鐵合金包芯線由鋼帶包覆芯粉而成，所述的芯粉由氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末組成，其中:芯粉各組分按質(zhì)量份組成如下:氮化硅釩鐵合金99.9份、硅基稀土合金粉末0.1份，上述的氮化娃鑰;鐵合金和娃基稀土合金粉末用于將氮兀素固定于鋼水中。本實(shí)施例的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線的制作方法，其具體的步驟為:
[0055]步驟一、氮化硅釩鐵合金備料
[0056]將氮化硅釩鐵合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的氮化硅釩鐵合金篩分成< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑(0.5mm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的10%,粒徑0.5-lmm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的80%,粒徑l-3mm的粉料占氮化娃f凡鐵合金總質(zhì)量的10%,備用。氮化娃f凡鐵合金的成份中要求元素的質(zhì)量百分比為=V彡40%, N彡20%, Si彡15%, Fe彡10%，同時(shí)V/N按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值控制在大于3.4，本實(shí)施例中氮化硅釩鐵合金的V/N按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值為3.5o
[0057]步驟二、硅基稀土合金粉末備料
[0058]將硅基稀土合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的硅基稀土合金篩分成彡0.5mm、0.5_lmm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑彡0.5mm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的25%，粒徑0.5-lmm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的75%，配料混合后得硅基稀土合金粉末，備用。硅基稀土合金粉末的成份中要求元素的質(zhì)量百分比為:RE 為 30-35%、Si 為 30-35%。
[0059]步驟三、芯粉的制備
[0060]按質(zhì)量份數(shù)稱取步驟一和步驟二中的氮化硅釩鐵合金99.9份、硅基稀土合金粉末0.1份,將氮化娃f凡鐵合金和娃基稀土合金粉末混合得芯粉；
[0061]步驟四、鋼帶包覆芯粉
[0062]采用厚度為0.45mm的鋼帶將步驟三中的芯粉包覆成直徑為13mm的包芯線，即得氮化硅釩鐵合金包芯線。制得的氮化硅釩鐵合金包芯線要求其芯粉米重量> 200g/m，氮化娃鑰;鐵合金包芯線米重量> 390g/m,,具體在本實(shí)施例中芯粉米重量為205g/m,氮化娃鑰；鐵合金包芯線的米重量為400g/m。
[0063]在生產(chǎn)RHB400E含釩鋼時(shí)，轉(zhuǎn)爐出鋼合金化后，在LF精煉爐通過喂線機(jī)喂入本實(shí)施例制備的氮化硅釩鐵合金包芯線，喂入量按3.4m/噸鋼計(jì)算，N收得率大于55%，鋼中V質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降低0.025% ;軋制Φ16_螺紋鋼的Rel 545Mpa、Rm 670Mpa、A 25%以上。本實(shí)施例中的其它說明同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，其特征在于:該氮化硅釩鐵合金包芯線由鋼帶包覆芯粉而成，所述的芯粉由氮化硅釩鐵合金和硅基稀土合金粉末組成，其中:芯粉各組分按質(zhì)量份組成如下:氮化硅釩鐵合金99.7-99.9份、硅基稀土合金粉末0.1-0.3份,上述的氮化娃鑰;鐵合金和娃基稀土合金粉末用于將氮兀素固定于鋼水中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，其特征在于:所述的氮化娃鑰;鐵合金由粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料組成,其中粒徑< 0.5mm的粉料占氮化娃I凡鐵合金總質(zhì)量的5-10%,粒徑0.5-lmm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的80-90%,粒徑l-3mm的粉料占氮化娃f凡鐵合金總質(zhì)量的5-10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線，其特征在于:所述的娃基稀土合金粉末由粒徑為< 0.5mm、0.5_lmm粉料組成,其中粒徑< 0.5mm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的10-25%，粒徑0.5-lmm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的 75-90%。
4.一種冶煉含釩微合金鋼用氮化硅釩鐵合金包芯線的制作方法，其特征在于，其步驟為: 步驟一、氮化娃f凡鐵合金備料 將氮化硅釩鐵合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的氮化硅釩鐵合金篩分成< 0.5mm、0.5_lmm、l_3mm粉料,再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑< 0.5mm的粉料占氮化娃I凡鐵合金總質(zhì)量的5-10%,粒徑0.5-lmm的粉料占氮化娃鑰;鐵合金總質(zhì)量的80-90%，粒徑l-3mm的粉料占氮化硅釩鐵合金總質(zhì)量的5_10%，備用； 步驟二、硅基稀土合金粉末備料 將硅基稀土合金使用破碎設(shè)備進(jìn)行破碎，破碎后使用振動(dòng)篩將破碎好的硅基稀土合金篩分成彡0.5mm、0.5_lmm粉料，再按照如下重量百分比進(jìn)行配料:粒徑彡0.5mm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的10-25%，粒徑0.5-lmm的粉料占硅基稀土合金粉末總質(zhì)量的75-90%,配料混合后得娃基稀土合金粉末,備用； 步驟三、芯粉的制備 按質(zhì)量份數(shù)稱取步驟一和步驟二中的氮化硅釩鐵合金99.7-99.9份、硅基稀土合金粉末0.1-0.3份,將氮化娃f凡鐵合金和娃基稀土合金粉末混合得芯粉； 步驟四、鋼帶包覆芯粉 采用厚度為0.34-0.45mm的鋼帶將步驟三中的芯粉包覆成直徑為9_13mm的包芯線，即得氮化硅釩鐵合金包芯線。
【文檔編號(hào)】C21C7/00GK104388629SQ201410713155
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】李國安, 王建國, 李壽全 申請(qǐng)人:馬鞍山市興達(dá)冶金新材料有限公司