[發明專利]一種實心金屬鈣、硅鐵、鎂稀土合金復合包芯線

在審

• 申請號: 201611017030.9
• 申請日: 2016-11-19
• 公開（公告）號: CN106939367A
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 凌春源
• 申請（專利權）人: 浙江寶信新型爐料科技發展有限公司
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00;B22F1/00;C22C30/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/14
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司33214
• 代理人: 王曉峰

技術領域

本發明涉及一種合金粉包芯線。

背景技術

我國鋼鐵產業正處于歷史上最高峰時期，未來幾年內，預計我國年鋼產量將達到18億噸，包芯線市場將達到50億元以上。根據國際鋼鐵協會統計，2011年世界各國的鋼產總量達到16億噸，增幅15%；而中國以7億噸的產量蟬聯世界第一，另外，隨著科學技術的不斷進步，各種工程結構設計日益趨向高參數、輕量化及大型化，對鋼鐵材料性能的要求強度更高、韌性更優良，包芯線喂線處理技術對此起著不可缺少非常重要的作用。

獲得更高純凈度、更高均勻性的產品是目前鋼鐵生產和研究的熱點，也是冶金技術的發展方向。就目前的生產技術條件，鋼中雜質元素含量的控制已經達到較高水平(鋼中雜質總量:S+P+N+H+T?O≤100×10-6)，而隨著鋼水中雜質元素含量的進一步降低，鋼中夾雜物對鋼鐵產品產生的不良影響作用就更加明顯，因此，根據產品的不同質量要求來控制和改善鋼中夾雜物的性狀就顯得尤為重要。

最為典型、應用最為廣泛的夾雜物變性處理技術是鋁脫氧鋼的鈣處理。鈣處理可以將鋼中Al2O3 夾雜轉變成低熔點的復合氧化物，有利于其聚合長大從鋼水中排除，不僅可以防止水口凍結，而且可以減少鋼中氧化物夾雜的數量；同時，滯留在鋼中的夾雜物其形狀幾乎為圓形并無規則地分布于鋼中，可以減輕對鋼性能的危害。但是鈣處理存在的問題是：雖然鋼中氧化物夾雜的數量可以大幅度減少，但殘留下來的夾雜物往往尺寸比較大，由于CaO ?Al2O3夾雜物不易變形，軋制過程中會在夾雜物周圍沿變形方向形成微裂紋、空洞，導致鋼的一系列性能的惡化。特別是那些對于疲勞性能有苛刻要求的鋼種，在生產中則不允許采用鈣處理。對于更高質量要求的純凈鋼產品，尋找新的夾雜物變性手段，以減輕和消除鋁脫氧鋼中夾雜物所造成的危害，已經成為鋼鐵產品生產中一個迫切需要解決的問題。

在煉鋼溫度下鎂不僅與氧和硫具有極好的親和力，而且還具有極強的對夾雜物形態與尺寸的控制能力。對于鋁脫氧鋼，鎂處理在進一步降低鋼中的溶解氧的同時，可以將鋼中的Al2O3夾雜變為高熔點的MgO ?Al2O3，由于其在鋼水中以固態存在，沒有聚合長大的過程，因此，其氧化物夾雜的尺寸可以非常細小，彌散分布于鋼中。研究表明鋼中存在的MgO?Al2O3夾雜尺寸可以控制在5μm以內，對鋼的力學性能基本沒有負面影響。同樣，鋼中加鎂在進一步降低硫含量的同時，使鋼中硫化物以細小的MgS或MgS-MnS的形式存在，減輕因MnS夾雜對鋼性能帶來的影響。

雖然對鋼水采用鎂處理的優點非常突出，但是，由于鎂元素自身特點（低熔點，650℃；低沸點，1080℃；高的蒸氣壓，煉鋼溫度1600℃時大于2.0Mpa），在沒有有效的鎂加入方法之前，在煉鋼生產過程中，對鋼水進行鎂處理還存在很大困難。

鈣處理是目前特殊鋼冶煉的必需工藝，鋼水鈣處理是以噴射冶金方法或喂線法將金屬鈣或合金加入鋼液深部，達到脫氧、脫硫、使非金屬夾雜變性等冶金效果的爐外精練技術。由于金屬鈣的熔點低（838℃），沸點也低（1450℃），在鋼液中的溶解度很小（當1600℃、鈣蒸汽壓為0.186MPa時為0.03%），鈣的密度也很小（1.55g/cm³），加入鋼液中極易上浮到鋼渣表面上與空氣中的氧及渣液中的氧化物反應而燒損掉。故一般使用含金屬鈣的包芯線如CaSi包芯線（Ca28%～32%）或cafe包芯線（Ca約30%,Fe約70%），且處理時要盡量加到金屬液深部，利用金屬液的靜壓，使鈣在變成鈣氣泡之前即與鋼中的氧、硫等起反應，不至于一加進去就變成鈣氣泡上浮損失掉。盡管如此，金屬鈣的收得率仍僅有7～18%左右，大量的金屬鈣都無謂浪費了。經過大量的研究發現，由粉劑（硅鈣粉或金屬鈣、鐵粉）組成的包芯線進入鋼包后，在高溫的作用下已經軟化，即使較高的喂線速度，包芯線也無法穿透高溫鋼水進入深部，大多位于鋼水的上部,很容易形成鈣氣泡上浮到鋼渣表面而燒損掉。

發明內容

本發明的目的是提供一種實心金屬鈣、硅鐵、鎂稀土合金復合包芯線，通過采用包芯線的方法來加入到微合金化鋼中可以使鈣、鎂處理過程平穩并獲得較高吸收率，使目前面臨的問題得到較好解決。并且，保存時間更長，收得率更加穩定的優點，具有顯著的經濟效益。

為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：