CN101487076A - 一种炼钢用包芯线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用铝热还原法生产金属钙的废渣——钙渣代替铁钙包芯线中的还原铁制成的炼钢用包芯线，其线芯组分为金属钙20－35％，金属镁3－5％，钙渣60－75％，钝化石灰2－4％。用于超低碳、低氮和低氢钢经真空装置处理和铝脱氧后钙处理，能进一步降低钢中Al₂O₃夹杂物含量、减轻浇注水口结瘤、降低冶炼成本。

Description

一种炼钢用包芯线及其制备方法

一、技术领域

本发明涉及金属精炼，特别是一种用于炼钢炉外精练用的包芯线；本发明还涉及这种包芯线的制备方法。

二、背景技术

目前，转炉冶炼低碳铝镇静钢都采用金属铝(或铝铁合金)作脱氧剂，用来脱掉钢中的游离氧。用铝作脱氧剂，其脱氧产物为Al₂O₃，它对炼钢害处极大。由于Al₂O₃熔点高(2050℃)，在钢水中呈细小的固相，相互润湿性差，不易絮聚长大和上浮除去，最后在钢中形成Al₂O₃夹杂，这种夹杂物具有不可塑性，会恶化钢材质量。同时，钢水中含有的Al₂O₃会使连铸水口结瘤，造成水口堵塞。

为了去除钢水中的Al₂O₃，人们利用钙与氧的亲和力强，钙和氧反应后生成的Ca0可与Al₂O₃结合形成低熔点(1350℃)的7Al₂O₃·12CaO，后者在炼钢温度下呈液相，相互润湿性好，易于絮聚长大上浮进入顶渣被除去，从而可降低钢中夹杂物Al₂O₃含量这一特点，发明了在冶炼低碳铝镇静钢时先用铝脱氧，后期再喂钙的所谓钙处理技术，对Al₂O₃进行变性处理。

钙处理技术包括把含钙粉剂直接喷射到钢液内的喷粉法和把含钙粉剂制成包芯线，用喂线机喂入钢液深部的喂线法。

对于冶炼超低碳、低氮和低氢钢种，如X80—X100石油管线钢和汽车面板钢，是在脱氧前先用真空处理装置进行处理，然后用铝脱氧，最后再用喂线法进行钙处理。目前普遍使用的包芯线为铁钙包芯线，其线芯由重量30％左右的金属钙和70％左右的还原铁混合制成。由于在真空处理过程中要向钢水中补氧，使处理后的钢水含氧量一般比不处理的要高出很多倍(含氧量可由30ppm升高到600ppm)，经铝脱氧后钢水中的的Al₂O₃含量也比不处理的高出很多，使用上述铁钙包芯线对此钢水进行钙处理有三个缺点：一是包芯线中的还原铁一般还原都不完全，其中存在一定数量的氧化铁，在其与钙共同接触钢液的瞬间金属钙易还原氧化铁中的铁，使一部分钙损失在这上面，降低了钙的利用率，要达到预想的处理效果，必然要增加钙的喂入量，使炼钢成本提高；二是仅靠包芯线中的钙生成CaO后再与钢水中的Al₂O₃生成7Al₂O₃·12CaO，然后再相互絮聚，长大，上浮进入渣中，速度较慢，要使钢液中的Al₂O₃被充分去除，所需时间较长，而对于经真空装置处理的钢水，脱氧和浇注的时间间隔被限制的较短，不能满足这一时间要求，因此钢水中的Al₂O₃不能得到充分去除；三是这种铁钙包芯线所用的原材料还原铁价格较高，包芯线的造价相应也较高。

三、发明内容

针对铁钙包芯线的上述缺点，本发明的目的是提供一种造价较低、特别适用于上述经真空装置处理和铝脱氧钢水降底Al₂O₃含量的包芯线及这种包芯线的制备方法。

为实现这一目的，本发明立足于寻找一种能代替铁钙包芯线所用还原铁的材料。要求这种材料价格要低廉；进入钢液后能使钢液中Al₂O₃与CaO生成7Al₂O₃·12CaO的速度加快，上浮时间缩短；本身又不会对钢液造成新的污染。

发明人经过大量的试验和筛选，最终得出以铝热还原法生产金属钙的废渣—钙渣来代替还原铁制造包芯线最为理想。

本发明包芯线，其线芯按重量含有金属钙20—35％，金属镁3—5％，钙渣60—75％，钝化石灰2—4％。

本发明包芯线的制备方法是：

(1)将钙渣粉碎，制成颗粒小于5mm的粉料；

(2)取颗粒小于3mm的金属钙和金属镁及颗粒小于1mm的钝化石灰，按所述包芯线线芯的重量组成比例配料，混合均匀；

(3)将步骤(1)和步骤(2)的物料按包芯线线芯的重量组成比例进行配料，混合均匀，制成芯料；

(4)采用低碳钢铁皮作线皮，用包芯线机将上述芯料制成包芯线。

本发明包芯线中3—5％的金属镁是金属钙的反应促进剂，可促进钙与氧的的反应，进一步提高钙的利用率；2—4％的钝化石灰是金属钙的防氧化剂，由其细小的颗粒将金属钙粒包围，可减少金属钙在包线过程中接触空气被氧化的机会。

本发明包芯线喂入钢水后，其含有的钙渣和金属钙同时进入钢液。钙渣的熔点在1350℃左右，比钢水温度(1560～1620℃)低，进入钢液后会迅速形成高粘度的液态渣团，其密度小于钢液的密度，可上浮进入渣中被除去，对钢水不存在二次污染。该粘性液态小渣团对钢水中的脱氧产物Al₂O₃和CaO具有极强的吸附能力，在其作用下，Al₂O₃与CaO结合生成7Al₂O₃·12CaO的速度加快，上浮时间缩短，尤其对于经真空装置处理的钢水，可在脱氧和浇注较短的间隔时间内，将脱氧产物Al₂O₃最大限度的除去，进一步提高钢液的纯净度，减轻水口结瘤现象，降低钢中Al₂O₃夹杂，改善钢材质量。

由于钙渣是一种工业废渣，将其作为生产包芯线的原料，使废物得到有效利用，不仅降低了包芯线的制造成本，而且还减少了环境污染。

使用本发明包芯线对钢水进行钙处理，由于金属钙的利用率提到，消耗降低，加上包芯线本身造价较低，使炼钢成本相应降低。

四、具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步描述。

实施例

按以下步骤制备本发明包芯线：

(1)将钙渣机械粉碎，过筛，制成颗粒小于5mm的粉料；

(2)取颗粒小于3mm的钙粒25重量份，颗粒小于3mm的镁粒4重量份和颗粒小于1mm的钝化石灰3重量份，混合均匀，制成32重量份的复合粉料；

(3)取步骤(1)的粉料68重量份与步骤(2)的粉料32重量份混合均匀，制成包芯线芯料；

(4)采用0.6mm厚、45mm宽的低碳冷轧薄钢带作线皮，用包芯线机将上述芯料制成直径13mm的包芯线。

该包芯线线芯的重量组成为：金属钙25％，金属镁4％，钙渣68％，钝化石灰3％。

将该包芯线用于某钢厂冶炼X80石油管线钢，在150吨钢包中，经过RH真空处理和铝脱氧后用喂线机喂入400m包芯线，喂线速度150m/分钟，与同等条件下喂铁钙包芯线(含钙25％，铁75％，直径13mm，喂入量和喂线速度相同)，效果对比如下表：

 

包芯线种类	包芯线价格(元/吨)	钢中夹杂物含量(mg/10kg)	水口结瘤
				铁钙包芯线	13000	20.70	有
本发明包芯线	10000	14.40	轻微

由上表可见，本发明包芯线较铁钙包芯线造价降低23％以上；采用本发明包芯线较使用铁钙包芯线钢中Al₂O₃含量降低30％；水口结瘤现象减轻。

Claims (2)

1、一种炼钢用包芯线，其特征是，该包芯线线芯按重量含有金属钙 20—35％，金属镁 3—5％，钙渣 60—75％，钝化石灰 2—4％。

2、根据权利要求1所述的炼钢用包芯线的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)将钙渣粉碎，制成颗粒小于5mm的粉料；

(2)取颗粒小于3mm的金属钙和金属镁及颗粒小于1mm的钝化石灰，按所述包芯线线芯的重量组成比例配料，混合均匀；

(3)将步骤(1)和步骤(2)的物料按包芯线线芯的重量组成比例进行配料，混合均匀，制成芯料；

(4)采用低碳钢铁皮作线皮，用包芯线机将上述芯料制成包芯线。