[发明专利]一种金属钙芯复合包芯线及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及包芯线领域，具体涉及一种在钢水钙处理时添加的含钙包芯线及其制备方法。

背景技术

钢水钙处理是以喷射冶金方法或喂线法将金属钙或合金加入到钢液深部，达到脱氧、脱硫、非金属夹杂物变形等冶金效果的炉外精炼技术。

由于金属钙的熔点低(838℃)，沸点也低(1450℃)，在钢液中的溶解度很小(当1600℃、钙蒸汽压为0.186MPa时为0.03％)，钙的密度也很小，故钢液钙处理一般使用含钙的包芯线如CaSi包芯线(Ca的质量百分比为28-32％)、CaFe包芯线(Ca的质量百分比为30％左右)或CaAl包芯线(Ca的质量百分比为40％左右)，且处理时通过喂丝机尽量加到钢液深部。经过大量的研究发现，由粉剂(硅钙粉或金属钙、铁粉或金属钙、铝粉)组成的包芯线进入钢包后，在高温的作用下已经软化，即使采用较高的喂丝速度，包芯线也无法穿透高温钢水进入深部，大多位于钢水的上中部，很容易形成钙气泡上浮到钢渣表面而烧损掉。因此金属钙的收得率仍较低，仅有7-18％左右，大量的金属钙都无谓地浪费了。

为提高钙处理过程金属钙的收得率，冶金工作者做了大量工作，公开号为CN101942542A的专利申请提出一种实芯金属钙包芯线，它由里层实芯金属钙线和外层钢带包裹而成，这种包芯线由于金属钙为实芯线，气化速度慢，且特殊的实芯结构，穿透钢水能力强，金属钙的收得率大幅度提高，目前在许多钢厂得到应用。但是该包芯线在使用中仍存在着一定的缺陷，就是钢水翻腾严重，钢水钙处理过程增N严重(通常钢水增N达到15-30ppm)，且易喷溅造成安全事故。

中国专利01239903.5公开了一种包芯线，这种包芯线由窄钢带和芯部粉剂组成，在钢带形成细钢管的内表面一侧，有一层覆盖物，这层覆盖物由一种或数种微量合金或其他较轻细粉剂组成。其不足之处：1.在钢带一侧涂敷金属钙工艺复杂，因为钙处理工艺需要，涂敷层需要很厚，还需准确控制厚度，实施难度和工作量很大；2.钙涂层紧密接触钢带，几乎没有热阻，该包芯线一插入钢水，在钢水上部，金属钙就大量气化，从而钙收得率会很低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种可以提高钢水钙处理中钙收得率、又能大幅度减少钢水增N的含钙包芯线，该包芯线同时能避免喂入时的钢水翻腾现象，降低事故发生率。

本发明要解决的另一个技术问题是提供该复合包芯线的制备方法。

本发明的技术方案是：一种金属钙芯复合包芯线，由里层芯料和外包皮构成，所述里层芯料为实芯钙线和金属颗粒粉料复合组成；所述金属钙芯被包裹在所述金属颗粒粉料中。

金属颗粒粉料的密度没有要求。金属颗粒粉料包围钙线，对钙线起到阻隔，延长钙线的受热时间，降低金属钙的气化速度，能提高钙收得率。

优选的是，实芯钙线包裹在所述金属颗粒粉料的正中间。

根据本发明的实芯金属钙复合包芯线，优选的是，所述金属颗粒粉料选自金属硅粉、金属铝粉、金属铁粉、硅铁合金粉、高纯硅铁合金粉、硅钡合金粉或稀土硅铁合金粉中的一种或一种以上。

金属颗粒粉料的选择是根据不同的钢种或炼钢工艺需要，由钢水成分配置来决定的。金属铝粉、金属铁粉是针对低硅钢种使用，高纯硅铁合金粉针对电工钢(俗称硅钢)使用，金属硅粉、硅铁合金粉针对含硅钢种使用，硅钡合金粉针对需要用金属钙和钡对夹杂物变形处理的钢种使用，稀土硅铁合金粉针对需要用钙和稀土对夹杂物变形处理的钢种使用。

金属颗粒粉料的成分含量要求出于两方面考虑：一是带入的有害元素尽可能少，那就是除需要的元素外，其他成分越低越好；二是从经济上考虑，在不影响钢水质量的前提下，尽可能容纳一些有害成分。

根据本发明的实芯金属钙复合包芯线，优选的是，所述金属钙线金属钙含量的重量百分比为95-99.9％。

优选的是，所述金属钙线的直径为3-8mm，所述包芯线的外径为8--16mm。金属钙线的直径太大，钢水翻腾激烈，钢水吸N多且易喷溅，直径太小，钙处理时间太长，影响工序匹配，降低生产效率。

更优选的是，金属钙线的直径为5-7mm，所述包芯线的外径为10-13mm。

进一步地，所述金属颗粒粉料的颗粒大小为0.01-3mm。将金属颗粒粉料控制在此粒径范围，这种粒度范围可以更好地将钙线密实包裹住，且包芯线的密实度高，线的强度大，穿透钢水能力强。

更优选的是，金属颗粒粉料的颗粒大小为0.1-1.5mm。