專利名稱：降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法、包裝體及其長帶、供給方法和供料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法、易揮發(fā)合金元素材料的包裝體及其長帶、易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的供給方法及其專用供料裝置， 屬于低碳合金鋼冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低碳合金鋼中需要加入多種合金元素，如Si、Mn、Nb、Mo、Al、Ni、Ti等，這些固溶元素在高強(qiáng)度低碳超低碳合金鋼中主要起固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化的作用，從而可以細(xì)化晶粒，提高合金鋼的力學(xué)性能。低碳合金鋼成分設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的鋼種，一般在低C-Si鋼中添加微量的MruAl等合金元素，通過微合金化與軋制、冷卻工藝相結(jié)合使得晶粒充分細(xì)化，并且結(jié)合析出強(qiáng)化和位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化效應(yīng)，達(dá)到大幅度提高鋼材綜合性能的目的。目前，低碳合金鋼熔煉過程中，直接向鋼液中加入合金元素，而且Mn、Al元素均為易揮發(fā)元素，由于低碳超低碳合金鋼中碳含量較低，大部分在0. 06%以下，根據(jù)i^e-C相圖可知熔煉溫度很高，一般達(dá)到1570°C， 造成易揮發(fā)合金元素的大量燒損。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，在低碳超低碳合金鋼熔煉過程中，Mn元素的燒損率達(dá)到30%，Al元素的燒損率達(dá)到40%，Ti,Mo,Nb等合金元素也有不同程度的燒損。 而合金元素的燒損對合金鋼性能造成不利影響，如Mn元素的燒損造成合金鋼強(qiáng)度降低；Nb 元素的燒損使合金鋼再結(jié)晶溫度不能有效降低，影響軋制效果；Al元素的燒損則造成合金鋼組織中碳氮化物析出數(shù)量減少；這些后果都使合金元素起不到細(xì)晶強(qiáng)化的作用。所以說這些易揮發(fā)合金元素的燒損對合金鋼組織及其力學(xué)性能有重要影響，對正確分析合金鋼性能造成極大困擾，而且由于合金元素大量燒損造成合金元素成本增大，浪費(fèi)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種低碳合金鋼熔煉過程中易揮發(fā)合金元素加入的方法，在滿足了熔煉合金化的要求的同時(shí)，避免鋼中的易揮發(fā)合金元素在熔煉期的燒損，保障合金元素發(fā)揮合金組分元素的作用，并且節(jié)約合金元素用量，節(jié)約生產(chǎn)成本， 使合金元素起到細(xì)化晶粒組織，提高力學(xué)性能的目的。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法，在低碳鋼冶煉后期將裝有易揮發(fā)金屬的包裝體通過專用供料裝置加入到鋼液中，實(shí)現(xiàn)易揮發(fā)合金元素的合金化，包裝體的外包裝層用純鐵材料制成，形成易揮發(fā)金屬的保護(hù)層。上述冶煉方法可用于冶煉含有易揮發(fā)合金元素的超低碳合金鋼。上述易揮發(fā)合金元素為硅、錳、鈮、鉬、鋁、鎳和鈦中的任意一種或幾種元素。為了有效避免易揮發(fā)合金元素?zé)龘p，還發(fā)明了一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，其具有密封的純鐵外裝層，由純鐵外裝層封裝形成的密閉腔室中裝入易揮發(fā)合金元素材料。上述純鐵外裝層具有開口，可裝卸的純鐵封口部件與開口密封配合形成密閉腔室，易揮發(fā)合金元素材料通過開口裝入密閉腔室中。上述純鐵封口部件可采用為螺栓，螺栓的外螺紋與開口側(cè)壁上的內(nèi)螺紋密封擰緊配合。上述易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的形狀為圓柱體、方柱體、球體、椎體、紡錘體或不定型體。為了將易揮發(fā)合金元素材料向鋼液中連續(xù)加入，還發(fā)明了一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的長帶，由多個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的純鐵外裝層通過連接部件順序連接而成，形成長帶形狀。為了向鋼液中連續(xù)加入易揮發(fā)合金元素材料，還發(fā)明了一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的供給方法，包括如下工序
1.將易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的長帶伸展并拉直；
2.沿長帶的各連接部件將長帶依次切斷成各個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體；
3.將各個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體逐個(gè)輸送到鋼液中。為了向鋼液中連續(xù)加入易揮發(fā)合金元素材料，還發(fā)明了一種易揮發(fā)合金元素材料的專用自動(dòng)供料裝置，主要包括牽拉剪切機(jī)和滑槽，牽拉剪切機(jī)將長帶切斷成多個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，滑槽將切斷后的各裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體依次輸送到鋼液中。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明的降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法可以在滿足了熔煉的要求的同時(shí)，有效避免鋼中易揮發(fā)合金元素在熔煉期的燒損，并可節(jié)約合金元素用量，節(jié)約生產(chǎn)成本，使合金元素起到細(xì)化晶粒組織，提高力學(xué)性能的目的。2.本發(fā)明的易揮發(fā)合金元素材料的包裝體構(gòu)造了易揮發(fā)合金元素材料向鋼液中投放的專門的保護(hù)裝置，顯著降低了易揮發(fā)合金元素的燒損。3.本發(fā)明的易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的長帶、包裝體的供給方法和易揮發(fā)合金元素材料的專用自動(dòng)供料裝置將各個(gè)包裝體連接起來，具有一定的強(qiáng)度，不會(huì)被拉斷， 實(shí)現(xiàn)連續(xù)向鋼液中輸送易揮發(fā)合金元素材料，提高了供料的自動(dòng)化程度。


圖1是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中帶開口的包裝體的剖視圖。圖2是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中的包裝體結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖3是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例中的包裝體長帶的結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例中的專用自動(dòng)供料裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下 實(shí)施例一
參見圖1和圖2，本發(fā)明降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法是在低碳鋼冶煉后期將裝有易揮發(fā)金屬的包裝體通過專用供料裝置加入到鋼液中，實(shí)現(xiàn)易揮發(fā)合金元素的合金化，包裝體的外包裝層用純鐵材料制成，形成易揮發(fā)金屬的保護(hù)層。在熔煉低碳合金鋼后期，如出鋼前1 一 10分鐘，通過觀察孔觀察鋼液情況，待爐中鋼液混合均勻，氣泡上浮完全以后，將易揮發(fā)合金元素材料用純鐵外包裝層包裹形成包裝體，包裝體可防止合金元素露出，最后通過專用供料裝置把裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體加入到鋼液中。上述合金鋼冶煉方法用于冶煉含有易揮發(fā)合金元素的超低碳合金鋼同樣有效。上述合金鋼冶煉方法可降低易揮發(fā)合金元素為硅、錳、鈮、鉬、鋁、鎳和鈦的燒損。為了有效避免易揮發(fā)合金元素?zé)龘p，上述易揮發(fā)合金元素材料的包裝體具有密封的純鐵外裝層1，由純鐵外裝層1封裝形成的密閉腔室2中裝入易揮發(fā)合金元素材料。純鐵外裝層1形成對內(nèi)置的易揮發(fā)合金元素材料的專門的保護(hù)裝置，防止易揮發(fā)合金元素泄漏，可以有效減少其燒損，節(jié)約易揮發(fā)合金元素材料，降低合金冶煉的原材料成本。參見圖2，上述純鐵外裝層1具有開口 3，可裝卸的純鐵封口部件4與開口 3密封配合形成密閉腔室2，易揮發(fā)合金元素材料通過開口 3裝入密閉腔室2中，可以通過裝卸封口部件4將開口 3開啟或密封，方便通過開口 3向密閉腔室2中中裝入易揮發(fā)合金元素材料。上述純鐵封口部件4可采用螺栓，螺栓的外螺紋與開口 3側(cè)壁上的內(nèi)螺紋密封擰緊配合。螺紋連接較為方便將密閉腔室2打開和旋緊密封。上述易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的形狀為圓柱體、方柱體、球體、椎體、紡錘體或不定型體。所述包裝體可以是純鐵鐵皮包裹，純鐵槽包裹或其他包裝形式，體現(xiàn)為各種外形。實(shí)施例二
本實(shí)施例中的易揮發(fā)合金元素材料的包裝體與實(shí)施例一基本相同，特別之處在于將各個(gè)包裝體進(jìn)行連接，形成長帶，具體技術(shù)方案如下
參見圖3，為了將易揮發(fā)合金元素材料向鋼液中連續(xù)加入，將實(shí)施例一中的裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的單體連接起來，形成一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的長帶， 由多個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的純鐵外裝層1通過連接部件5順序連接而成，形成長帶形狀，長帶的連接部件具有一定的強(qiáng)度，不會(huì)被拉斷，可以將一系列包裝體順次連接存放或布置在原料供應(yīng)流水線設(shè)備上。使用上述包裝體長帶，可以將長帶上連接的各個(gè)包裝體在供料生產(chǎn)線上進(jìn)行分割并向鋼液中連續(xù)供應(yīng)，采用一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的連續(xù)供給的方法，包括如下工序
a.將裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的長帶伸展并拉直；
b.沿長帶的各連接部件將長帶依次切斷成各個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體；
c.將各個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體逐個(gè)輸送到鋼液中。參見圖4，為了實(shí)現(xiàn)向鋼液中連續(xù)加入易揮發(fā)合金元素材料，需要使用一種易揮發(fā)合金元素材料的專用自動(dòng)供料裝置，主要包括牽拉剪切機(jī)6和滑槽7，牽拉剪切機(jī)6將長帶切斷成多個(gè)裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，滑槽7將切斷后的各裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體依次輸送到鋼液中。將長帶的起始端送到牽拉剪切機(jī)6的牽拉機(jī)構(gòu)中，將長帶拉直，通過剪切機(jī)6將沿長帶的各連接部件5切斷，切斷長帶后形成的包裝體單元依次沿滑槽7逐個(gè)輸送到鋼液中，提高了供料系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，也可提高低碳鋼合金化的效率和質(zhì)量。 技術(shù)效果實(shí)驗(yàn)對比例
對比未采用包裝體保護(hù)易揮發(fā)合金元素材料的傳統(tǒng)的低碳合金鋼冶煉方法，易揮發(fā)合金元素?zé)龘p情況明顯，通過包裝體包裹易揮發(fā)合金元素材料進(jìn)行熔煉的鋼坯，不僅合金元素沒有發(fā)生明顯燒損的情況，使合金元素有效固溶，起到了很好的細(xì)化晶粒的效果，而且節(jié)省了合金原料。具體參加表1 3 :
表1.低碳合金鋼中合金元素成分設(shè)計(jì)含量
權(quán)利要求
1.一種降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法，其特征在于在低碳鋼冶煉后期將裝有易揮發(fā)金屬的包裝體通過專用供料裝置加入到鋼液中，實(shí)現(xiàn)易揮發(fā)合金元素的合金化，所述包裝體的外包裝層用純鐵材料制成，形成易揮發(fā)金屬的保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法，其特征在于，用于冶煉含有易揮發(fā)合金元素的超低碳合金鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法，其特征在于，所述易揮發(fā)合金元素為硅、錳、鈮、鉬、鋁、鎳和鈦中的任意一種或幾種元素。
4.一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，其特征在于，具有密封的純鐵外裝層(1)，由所述純鐵外裝層(1)封裝形成的密閉腔室(2)中裝入易揮發(fā)合金元素材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，其特征在于，所述純鐵外裝層(1)具有開口( 3)，可裝卸的純鐵封口部件(4)與所述開口( 3)密封配合形成所述密閉腔室(2 )，易揮發(fā)合金元素材料通過所述開口( 3 )裝入所述密閉腔室(2 )中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，其特征在于，所述純鐵封口部件(4)為螺栓，所述螺栓的外螺紋與所述開口(3)側(cè)壁上的內(nèi)螺紋密封擰緊配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任意一項(xiàng)所述的易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，其特征在于， 所述易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的形狀為圓柱體、方柱體、球體、椎體、紡錘體或不定型體。
8.一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的長帶，其特征在于，由多個(gè)所述易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的純鐵外裝層(1)通過連接部件(5)順序連接而成，形成長帶形狀。
9.一種易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的連續(xù)供給的方法，其特征在于，包括如下工序a.將權(quán)利要求5所述的裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的長帶伸展并拉直；b.沿長帶的各連接部件將長帶依次切斷成各個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體；c.將各個(gè)易揮發(fā)合金元素材料的包裝體逐個(gè)輸送到鋼液中。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的易揮發(fā)合金元素材料的專用自動(dòng)供料裝置，其特征在于，主要包括牽拉剪切機(jī)(6)和滑槽(7)，所述牽拉剪切機(jī)(6)將權(quán)利要求8所述的長帶切斷成多個(gè)裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體，所述滑槽(7)將切斷后的各裝有易揮發(fā)合金元素材料的包裝體依次輸送到鋼液中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低易揮發(fā)合金元素?zé)龘p的低碳合金鋼冶煉方法、易揮發(fā)合金元素材料的包裝體及其長帶、易揮發(fā)合金元素材料的包裝體的供給方法和專用供料裝置。在熔煉后期，將易揮發(fā)合金元素材料放入準(zhǔn)備好的純鐵包裝體中，然后通過合金元素材料專用加料裝置加入到鋼液中，使合金元素材料能夠得到充分利用，減少合金元素的燒損，細(xì)化晶粒。本發(fā)明是可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)向鋼液中投放易揮發(fā)合金元素材料，提高了供料的自動(dòng)化程度，冶煉方法簡單，易于操作，節(jié)約生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B65D85/00GK102191351SQ20111006398
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者萬怡猛, 劉衛(wèi)東, 周路海, 姜敏, 龐威, 李重河, 邱愛濤, 魯雄剛 申請人:上海大學(xué)