一種包芯線和鋼液鈦合金化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種包芯線和對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該包芯線包括芯層和包裹所述芯層的外層，其中，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0.1-45重量％的鋁粉、0.5-20重量％的鎂粉和0.1-20重量％的氧化鈣。本發(fā)明的包芯線無(wú)論是用在LF還是在RH精煉中對(duì)鋼液鈦合金化，均使得鈦的收得率可達(dá)到80％以上，另外，本發(fā)明的包芯線也使鋼液具有較高的清潔度。
【專利說(shuō)明】一種包芯線和鋼液鈦合金化的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包芯線和使用該包芯線進(jìn)行鋼液鈦合金化的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鈦是鋼中的強(qiáng)脫氧劑，其能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒力，并能降低鋼的時(shí)效敏感性和冷脆性，從而改善鋼的焊接性能。在煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中，鈦能有效提高連鑄坯塑性，在生產(chǎn)管坯鋼、裂紋敏感鋼種時(shí)，往往添加一定量鈦以避免產(chǎn)品的缺陷。
[0003]目前，大多廠家對(duì)鋼的鈦合金化是直接將鈦鐵合金以塊狀形態(tài)加入到鋼液實(shí)現(xiàn)的，但該方法使鈦的回收率較低，造成合金的損失。一般情況下，LF加入鈦鐵后鈦的收得率不到70%，RH精煉加入鈦鐵后鈦的收得率不到75%。
[0004]CN202401117U公開了一種包芯線，該包芯線的芯層為鈦硅合金層，在該鈦硅合金層和鋼皮層之間由內(nèi)到外依次包裹有網(wǎng)狀支撐層和氮化釩合金層。通過(guò)喂線機(jī)將該包芯線喂入鋼液深處，可使鈦的回收率穩(wěn)定控制在75%以上，同時(shí)還能對(duì)鋼液進(jìn)行釩的合金化。
[0005]CN101260486A公開了一種低氮、低鋁鈦鐵及其制造方法和包芯線，所述低氮、低鋁鈦鐵為70Fe-Ti合金，其中含有氮、鋁、硅、碳、磷和硫等雜質(zhì)元素。所公開的包芯線的芯層由該低氮、低鋁鈦鐵制成，包裹所述芯層的外殼由鋼帶制成。該包芯線能穿過(guò)渣面直接喂入鋼液中，芯層的損失量較小，使鈦鐵合金利用率比鈦鐵塊的高。
[0006]由此可見，對(duì)鋼進(jìn)行鈦的合金化時(shí)，采用含有鈦鐵合金的包芯線較鈦鐵塊具有更高的鈦回收率。然而，作為芯層的鈦鐵合金進(jìn)入鋼液中仍存在易熔解并氧化的缺陷，所以鈦的收得率有待進(jìn)一步提聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)鋼液鈦合金化后，鈦收得率較低的缺陷，從而提供一種包芯線和使用該包芯線進(jìn)行鋼液鈦合金化的方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種包芯線，該包芯線包括芯層和包裹所述芯層的外層，其中，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0.1-45重量％的鋁粉、
0.5-20重量％的鎂粉和0.1-20重量％的氧化鈣。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該方法包括:在LF出站前或RH出站前，首先對(duì)鋼包內(nèi)的鋼液進(jìn)行底吹氬氣，使得鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑不大于30厘米，然后通過(guò)所述裸露的鋼液面向鋼包中喂入本發(fā)明的包芯線。
[0010]本發(fā)明的包芯線由于含有氧化鈣，一方面可以防止鋼液的噴濺，另一方面又抑制了氧化反應(yīng)的發(fā)生，使得Ti進(jìn)入鋼液后與氧反應(yīng)的幾率降低。本發(fā)明的包芯線無(wú)論是用在LF還是在RH精煉中對(duì)鋼液鈦合金化，均使得鈦的收得率可達(dá)到80%以上。
[0011]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0013]圖1為本發(fā)明的包芯線的橫截面剖視圖。
[0014]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0015]I芯層2外層

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種包芯線，該包芯線包括:芯層I和包裹所述芯層I的外層2，其中，所述芯層I含有鈦鐵合金、鋁粉、鎂粉和氧化鈣。
[0018]所述包芯線中的鈦鐵合金用于對(duì)鋼液進(jìn)行鈦的合金化，為了保證鈦合金化后的鋼液的質(zhì)量，優(yōu)選所述鈦鐵合金中鈦的含量為60-80重量％,鐵的含量為20-40重量％。
[0019]從原料易得的角度出發(fā)，所述鈦鐵合金進(jìn)一步優(yōu)選為70鈦鐵，即，所述鈦鐵合金中，鈦的含量為65-75重量％，鐵的含量為25-35重量％。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的包芯線，為了防止所述鈦鐵合金中的鈦被鋼液氧化從而影響到所述鈦鐵合金的使用性能，所述芯層中也含有鋁粉和鎂粉；由于鎂粉在鋼液中反應(yīng)較激烈可能影響鋼液的質(zhì)量，所述包芯層中還含有氧化鈣，以起到鈍化鎂粉反應(yīng)的作用，降低鋼液噴濺。另外，所述氧化鈣抑制了氧化反應(yīng)的發(fā)生，使得Ti進(jìn)入鋼液后與氧反應(yīng)的幾率降低。
[0021]具體地，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0.1-45重量％的鋁粉、0.5_20重量％的鎂粉和0.1-20重量％的氧化鈣。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的包芯線，優(yōu)選所述芯層含有60-85重量％的鈦鐵合金、5-20重量％的鋁粉、1-10重量％的鎂粉和1-15重量％的氧化鈣，這樣在保證所述鋼液具有較高的收得率的情況下，進(jìn)一步提高所述鋼液的清潔度。
[0023]本發(fā)明中，所述鈦鐵合金、鋁粉、鎂粉和氧化鈣為本領(lǐng)域常規(guī)的金屬冶煉輔料，因此，均可以含有不可避免的雜質(zhì)。由于不可避免的雜質(zhì)相對(duì)主要組分的含量非常小，在此忽略不計(jì)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的包芯線，為了便于所述包芯線中的芯層快速熔入鋼液內(nèi)，也便于包芯線的芯層的制作，同時(shí)為了提高鈦的收得率，優(yōu)選所述鈦鐵合金、氧化鈣均以粉料形式存在。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述鈦鐵合金、鋁粉、鎂粉和氧化鈣的粒徑均優(yōu)選為1-3毫米。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的包芯線，所述外層可以為鋼皮。優(yōu)選地，所述外層為由低碳鋼制成的鋼皮，以使所述外層具有較高的熔點(diǎn)，這樣可以進(jìn)一步避免將包芯線喂入鋼液后外層熔解過(guò)快而影響所述鈦鐵合金的使用性能。優(yōu)選所述外層的厚度為2-5毫米。
[0027]根據(jù)本發(fā)明中所述外層的厚度，優(yōu)選所述低碳鋼為低碳冷軋帶鋼。
[0028]所述包芯線的直徑可以根據(jù)喂絲機(jī)的要求進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選包芯線的直徑為10-20毫米。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的包芯線的線重可以為100-300克/米。
[0030]具有本發(fā)明前述組成的包芯線均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其制備方法可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，例如可以按如下步驟進(jìn)行:
[0031]首先將鈦鐵合金依次經(jīng)鄂式破碎機(jī)、雙輥機(jī)破碎和篩分制成粉料，然后與鋁粉、鎂粉和氧化鈣混合均勻，形成芯粉，再使用鋼皮(從而形成本發(fā)明所述外層)包裹該芯粉，最后使用精整模軋實(shí)并精整成具有一定尺寸的圓柱線，即，得到包芯線。
[0032]本發(fā)明還提供了一種對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該方法包括:在LF出站前或RH出站前，首先對(duì)鋼包內(nèi)的鋼液進(jìn)行底吹氬氣，使得鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑不大于30厘米，然后通過(guò)所述裸露的鋼液面向鋼包中喂入上述的包芯線。
[0033]一般地，所述鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑為待喂入的包芯線的直徑的10-20倍。
[0034]所述鋼液可以為L(zhǎng)F精煉出站之前的鋼液，也可以為RH真空處理出站之前的鋼液。一般地，經(jīng)LF出站之前或RH精煉出站之前的鋼液的溫度可以為1500-1650°C，該溫度足以熔化本發(fā)明的包芯線。為了進(jìn)一步提高鈦的收得率，經(jīng)LF精煉出站之前或RH真空處理出站之前的鋼液的溫度優(yōu)選為1580-1620°C
[0035]由于本發(fā)明提供的對(duì)鋼液鈦合金化的方法主要改進(jìn)點(diǎn)在于在LF出站前或RH出站前，通過(guò)鋼包渣面裸露的鋼液面加入本發(fā)明的包芯線，因此對(duì)鋼的LF精煉或RH真空處理的具體步驟均可以參照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行，本發(fā)明在此不再贅述。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑大于30厘米時(shí)，所述鋼液的氧化會(huì)引起喂入的包芯線中芯層的分布和化學(xué)組成的變化，致使鈦的收得率降低。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)雙線喂線機(jī)以單線或雙線方式向鋼液中喂入所述的包芯線。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速度優(yōu)選為2-4米/秒，這樣可以進(jìn)一步避免所述包芯線被鋼液面的鋼液氧化或卷在所述鋼液面上。
[0039]更優(yōu)選地，相對(duì)于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速度為2.8-3.2米/秒。
[0040]在本發(fā)明中，相對(duì)于100-150噸的鋼液，所述包芯線的喂入長(zhǎng)度可以為500-1500米。
[0041]為了使所述包芯線中的芯層能均勻分布在所述鋼液中，同時(shí)為了避免所述鋼液的氧化，喂入所述包芯線后，所述方法優(yōu)選還包括:將氬氣流量降低到使鋼包渣面微動(dòng)但不裸露鋼液面，并保持所述微動(dòng)的時(shí)間為5-10分鐘。
[0042]更優(yōu)選地，保持所述微動(dòng)的時(shí)間為6-8分鐘，這樣一方面可以使所述鋼液充分的進(jìn)行鈦合金化，另一方面可以進(jìn)一步避免所述鈦與鋼液中的成分形成夾雜物。
[0043]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但并不能因此限制的范圍。
[0044]以下實(shí)施例和對(duì)比例中，鈦鐵合金為產(chǎn)自攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司鈦鐵；在制備包芯線之前，將70鈦鐵依次經(jīng)鄂式破碎機(jī)、雙輥機(jī)破分工序制成1-3毫米的鈦鐵合金粉料，鋁粉、鎂粉和氧化鈣的粒徑均毫米。LF或RH爐真空精煉的鋼種均為齒輪鋼20CrMnTi。
[0045]鈦的收得率是通過(guò)測(cè)定鋼液喂入包芯線前、后的鈦含量，再結(jié)合包芯線中的總鈦量，通過(guò)計(jì)算得到，具體為:鈦收得率=(鋼液喂入后的鈦含量-鋼液喂入包芯線前的鈦含量)χ出鋼量/喂入包芯線中的總
[0046]使用LEC0TC-600氧氮分析儀測(cè)試鋼中的氧含量；根據(jù)GB/T10561的方法評(píng)價(jià)鋼中的夾雜物評(píng)級(jí)。
[0047]實(shí)施例1-5
[0048]實(shí)施例1-5用于說(shuō)明本發(fā)明的包芯線及其制備方法。
[0049]實(shí)施例1-5分別制得包芯線A1-A5，其中，包芯線A1-A5的制備過(guò)將鈦鐵合金粉料與鋁粉、鎂粉和氧化鈣以不同的質(zhì)量比混合均勻，形成再使用2毫米厚的冷軋帶鋼(購(gòu)自攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司，DTLA)包裹該芯粉，用精整模軋實(shí)并精整成直徑為12毫米的圓柱線，制得包芯線A1-A5。包芯線A1-A5的芯層組成及線重如表1所示。
[0050]對(duì)比例1-3
[0051]采用實(shí)施例1-5的制備過(guò)程制得包芯線D1-D3，包芯線D1-D3的成及其線重如表1所示。
[0052]表1
[0053]

【權(quán)利要求】
1.一種包芯線，該包芯線包括芯層和包裹所述芯層的外層，其中，所述芯層含有50-99重量％的鈦鐵合金、0.1-45重量％的鋁粉、0.5-20重量％的鎂粉和0.1-20重量％的氧化鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包芯線，其中，所述鈦鐵合金中，鈦的含量為60-80重量％，鐵的含量為20-40重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包芯線，其中，所述鈦鐵合金為70鈦鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的包芯線，其中，所述鈦鐵合金、氧化鈣均以粉料形式存在；所述鈦鐵合金、鋁粉、鎂粉和氧化鈣的粒徑均為1-3毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的包芯線，其中，所述外層為由低碳鋼制成的鋼皮，所述外層的厚度為2-5毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的包芯線，其中，所述包芯線的直徑為10-20毫米。
7.一種對(duì)鋼液鈦合金化的方法，該方法包括:在LF出站前或RH出站前，首先對(duì)鋼包內(nèi)的鋼液進(jìn)行底吹氬氣，使得鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑不大于30厘米，然后通過(guò)所述裸露的鋼液面向鋼包中喂入權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的包芯線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述鋼包渣面裸露的鋼液面的直徑為待喂入的包芯線的直徑的10-20倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，相對(duì)于100-150噸的鋼液，喂入所述包芯線的速度為2-4米/秒，優(yōu)選為2.8-3.2米/秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，喂入所述包芯線后，所述方法還包括，將氬氣流量降低到使鋼包渣面微動(dòng)但不裸露鋼液面，并保持所述微動(dòng)時(shí)間5-10分鐘，優(yōu)選為6-8分鐘。
【文檔編號(hào)】C21C7/00GK104073592SQ201410299913
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】李紅光, 陳天明, 郭華, 李揚(yáng)洲, 楊森祥, 陳亮, 郭奠榮, 寄海明, 馮遠(yuǎn)超, 張強(qiáng), 李平凡 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司