專利名稱：用于鋼液合金化的包芯線及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)鋼液釩、氮合金化的包芯線以及用于實(shí)現(xiàn)鋼液釩、氮合金化的方法。
背景技術(shù)：
氮化釩合金是一種新型合金添加劑，可以替代釩鐵用于微合金化鋼的生產(chǎn)。氮化釩合金添加于鋼中能提高鋼的強(qiáng)度、韌性、延展性及抗熱疲勞性等綜合機(jī)械性能，并使鋼具有良好的可焊性。在達(dá)到相同強(qiáng)度下，添加氮化釩節(jié)約釩加入量30 40%，進(jìn)而降低了成本。氮化釩合金可用于結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼，管道鋼，鋼筋及鑄鐵中。氮化釩合金應(yīng)用于高強(qiáng)度低合金鋼中可同時(shí)進(jìn)行有效的釩、氮微合金化，促進(jìn)鋼中碳、釩、氮化合物的析出，更有效的發(fā)揮沉降強(qiáng)化和細(xì)化晶粒作用。由于直接將氮化釩合金以塊狀形態(tài)加入鋼液中的回收率較低，因此現(xiàn)有技術(shù)中主要是通過向鋼液中喂入包芯線的方法實(shí)現(xiàn)鋼液釩、氮合金化。該方法是把塊狀或球狀氮化釩合金用物理方法破碎，再用鐵皮或鋼皮包制成包芯線，氮化釩合金形成包芯線的芯層，鐵皮或鋼皮形成包芯線的外皮；然后將上述包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液中，使鋼液釩、氮合金化。該種方法釩、氮合金元素回收率較高，釩回收率在88 95%，氮回收率在 70 90%。但該種方法存在以下不足釩回收率仍然較低，釩回收率和氮回收率的波動(dòng)幅度較大，影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。另外，中國專利200610020447.0公開了一種用于實(shí)現(xiàn)鋼液釩、氮合金化的包芯線，該包芯線包括鋼制外皮和由氮化釩合金制成的芯層。該包芯線在實(shí)際使用時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種可提高釩回收率的用于鋼液合金化的包芯線。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金，所述芯層還含有硅鈣合金。進(jìn)一步的是所述芯層的氮化釩合金和硅鈣合金都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mmο進(jìn)一步的是所述芯層還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，硅鈣合金和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金50% 90%，硅鈣合金10% 40%，鐵合金添加物0 40%，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。進(jìn)一步的是所述芯層的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。本發(fā)明還提供了一種用于鋼液合金化的方法，該方法可提高釩的回收率。該方法包括以下步驟A、制造包芯線，包括制造包芯線的芯層以及將芯層通過外皮包裹形成包芯線，其
3中，所述包芯線的芯層含有氮化釩合金以及硅鈣合金；B、將步驟A制成的包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液。進(jìn)一步的是所述步驟A中的芯層的氮化釩合金和硅鈣合金都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。進(jìn)一步的是所述步驟A中的芯層還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，硅鈣合金和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金50% 90%，硅鈣合金10% 40%，鐵合金添加物0 40%，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。進(jìn)一步的是所述芯層的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。進(jìn)一步的是所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液，一邊對鋼包進(jìn)行搖晃。進(jìn)一步的是所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液，一邊對包芯線與鋼液接觸區(qū)域噴吹惰性氣體。本發(fā)明的有益效果是在包芯線喂入鋼液過程中，由于硅、鈣和氧的親和力遠(yuǎn)高于釩和氧的親和力，所以硅、鈣首先和鋼液中的自由氧結(jié)合，從而使鋼液的自由氧含量大幅降低，這就相應(yīng)減少了釩與氧結(jié)合的可能性，從而使更多的釩參與合金化，進(jìn)而提高了釩的回收率，且釩的回收率的波動(dòng)幅度較小。釩回收率可提高至96 %至98 %。


圖1為包芯線的示意圖。圖中標(biāo)記為1-外皮，2-芯層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明的用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層2，所述芯層2含有氮化釩合金，所述芯層2還含有硅鈣合金。在包芯線喂入鋼液過程中，由于硅、鈣和氧的親和力遠(yuǎn)高于釩和氧的親和力，所以硅、鈣首先和鋼液中的自由氧結(jié)合，從而使鋼液的自由氧含量大幅降低，這就相應(yīng)減少了釩與氧結(jié)合的可能性，從而使更多的釩參與合金化，進(jìn)而提高了釩的回收率，且釩的回收率的波動(dòng)幅度較小。釩回收率可提高至96%至98%。上述硅鈣合金可為Ca^Si60或Ca30Si;35等牌號的硅鈣合金。為了便于氮化釩合金快速熔入鋼液內(nèi)，也為了便于硅鈣合金快速與氧反應(yīng)，所述芯層的氮化釩合金和硅鈣合金都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。為了在提高釩回收率的同時(shí)，還便于將其它合金元素加入鋼液，上述包芯線的芯層2中還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，硅鈣合金和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金50% 90%，硅鈣合金10% 40%，鐵合金添加物0 40%，其中， 所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。上述鐵合金添加物的重量百分比為0 40%，也就是說，鐵合金添加物的含量可為零。包芯線采用上述配比方式，一方面可通過硅鈣合金的加入，提高釩的回收率，另一方面可保證氮化釩合金的喂入效率較高，如果硅鈣合金含量過高，則氮化釩合金的含量相應(yīng)較低，會(huì)使氮化釩合金的喂入效率較低，因此氮化釩合金與硅鈣合金的含量應(yīng)控制在一個(gè)合理的配比范圍內(nèi)。此外，當(dāng)包芯線中不含有鐵合金添加物時(shí)，也就是只含有氮化釩合金與硅鈣合金，則氮化釩合金與硅鈣合金按重量百分比可以為氮化釩合金60% 90%，硅鈣合金10% 40%。為了便于將上述鐵合金添加物熔入鋼液內(nèi)，也便于包芯線的芯層2的制作，所述芯層2的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。本發(fā)明的用于鋼液合金化的方法包括以下步驟A、制造包芯線，包括制造包芯線的芯層2以及將芯層2通過外皮1包裹形成包芯線，其中，所述包芯線的芯層2含有氮化釩合金以及硅鈣合金；B、將步驟A制成的包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液。采用上述方法，通過硅、鈣與氧的反應(yīng)，降低鋼液中自由氧的含量，可提高釩的回收率，另外，包芯線加工過程中，氮化釩合金可以與硅鈣合金均勻混合形成芯層，然后通過鋼皮或鐵皮包裹芯層形成包芯線；還可以為硅鈣合金作為外層，氮化釩合金作為內(nèi)層，采用硅鈣合金包裹氮化釩合金的形式制成芯層，然后在硅鈣合金層外包裹由鋼皮或鐵皮制成的外皮，形成包芯線。上述方法中，為了便于氮化釩合金快速熔入鋼液內(nèi)，也為了便于硅鈣合金快速與氧反應(yīng)，所述步驟A中的芯層2的氮化釩合金和硅鈣合金都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于 5mm。上述方法中，為了在提高釩回收率的同時(shí)，還便于將其它合金元素加入鋼液，所述步驟A中的芯層2還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，硅鈣合金和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金50% 90%，硅鈣合金10% 40%，鐵合金添加物0 40 %，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。 在上述基礎(chǔ)上，為了便于將上述鐵合金添加物熔入鋼液內(nèi)，也便于包芯線的芯層的制作，所述芯層的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。此外，上述氮化釩合金、鐵合金添加物、硅鈣合金可均勻混合制成包芯線的芯層，然后通過鋼皮或鐵皮包裹芯層，形成包芯線；也可為氮化釩合金與鐵合金添加物均勻混合制成芯層的內(nèi)層，硅鈣合金作為芯層的外層，然后在硅鈣合金層外包裹由鋼皮或鐵皮制成的外皮，形成包芯線。為了在上述基礎(chǔ)上提高鋼渣的流動(dòng)性，有利于包芯線快速喂入鋼液內(nèi)，減少包芯線在鋼渣層的損耗，所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液，一邊對鋼包進(jìn)行搖晃。通過對鋼包進(jìn)行搖晃，可提高鋼渣的流動(dòng)性，便于喂入包芯線，有利于防止包芯線發(fā)生卡線和斷線，也可提高釩和氮的回收率。另外，為了進(jìn)一步便于將包芯線喂入鋼液內(nèi)，所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液，一邊對包芯線與鋼液接觸區(qū)域噴吹惰性氣體。通過向包芯線與鋼液接觸區(qū)域噴吹惰性氣體，一方面可提高該區(qū)域內(nèi)的鋼渣的流動(dòng)性，另一方面可防止該區(qū)域以外的鋼渣朝該區(qū)域流動(dòng)匯集，尤其是在對鋼包搖晃過程中，其它區(qū)域的鋼渣有可能朝包芯線附近流動(dòng)，通過向包芯線附近噴吹惰性氣體，可有效保證包芯線的快速喂入，并可防止包芯線發(fā)生卡線或斷線，也可提高釩和氮的回收率。實(shí)施例一用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層由氮化釩合金和硅鈣合金組成，上述氮化釩合金與硅鈣合金的重量配比為氮化釩合金90%，硅鈣合金10%，氮化釩合金與硅鈣合金都為粉料，粒徑為2mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為12mm，釩回收率為96%。實(shí)施例二 用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層由氮化釩合金和硅鈣合金組成，上述氮化釩合金與硅鈣合金的重量配比為氮化釩合金65%，硅鈣合金35%，氮化釩合金與硅鈣合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為12mm，釩回收率為97.8%。實(shí)施例三用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、硅鈣合金和釩鐵合金，上述氮化釩合金與硅鈣合金和釩鐵合金的重量配比為氮化釩合金80%，硅鈣合金10%，釩鐵合金10%。氮化釩合金、硅鈣合金和釩鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為13mm，釩回收率為96. 5%。實(shí)施例四用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、硅鈣合金和鈦鐵合金，上述氮化釩合金與硅鈣合金和鈦鐵合金的重量配比為氮化釩合金80%，硅鈣合金10%，鈦鐵合金10%。氮化釩合金、硅鈣合金和鈦鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為13mm，釩回收率為96. 5%。實(shí)施例五用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、硅鈣合金和鈮鐵合金，上述氮化釩合金與硅鈣合金和鈮鐵合金的重量配比為氮化釩合金80%，硅鈣合金10%，鈮鐵合金10%。氮化釩合金、硅鈣合金和鈮鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為13mm，釩回收率為96. 5%。實(shí)施例六用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金和鈦鐵合金，上述氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金和鈦鐵合金的重量配比為氮化釩合金70%，硅鈣合金15%，鈮鐵合金5%，鈦鐵合金10%。氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金和鈦鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為13mm，釩回收率為96.9%。實(shí)施例七用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金和釩鐵合金，上述氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金和釩鐵合金的重量配比為氮化釩合金60%，硅鈣合金30%，鈮鐵合金5%，釩鐵合金5%。氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金和釩鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為13mm，釩回收率為97. 5%。實(shí)施例八用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、硅鈣合金、鈦鐵合金和釩鐵合金，上述氮化釩合金、硅鈣合金、鈦鐵合金和釩鐵合金的重量配比為氮化釩合金65%，硅鈣合金10%，鈦鐵合金5%，釩鐵合金20%。氮化釩合金、硅鈣合金、鈦鐵合金和釩鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包
6芯線的外徑為13mm，釩回收率為96. 7%。實(shí)施例九用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金、鈦鐵合金和釩鐵合金，上述氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金、鈦鐵合金和釩鐵合金的重量配比為氮化釩合金55%，硅鈣合金15%，鈮鐵合金5%，鈦鐵合金5%，釩鐵合金 20%。氮化釩合金、硅鈣合金、鈮鐵合金、鈦鐵合金和釩鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下， 芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個(gè)包芯線的外徑為13mm，釩回收率為97. 2%。
權(quán)利要求
1.用于鋼液合金化的包芯線，包括芯層O)，所述芯層(2)含有氮化釩合金，其特征是 所述芯層( 還含有硅鈣合金。
2.如權(quán)利要求1所述的用于鋼液合金化的包芯線，其特征是所述芯層(2)的氮化釩合金和硅鈣合金都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于鋼液合金化的包芯線，其特征是所述芯層(2)還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，硅鈣合金和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金50 % 90 %，硅鈣合金10 % 40 %，鐵合金添加物0 40 %，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。
4.如權(quán)利要求3所述的用于鋼液合金化的包芯線，其特征是所述芯層(2)的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
5.用于鋼液合金化的方法，其特征是包括以下步驟A、制造包芯線，包括制造包芯線的芯層O)以及將芯層(2)通過外皮⑴包裹形成包芯線，其中，所述包芯線的芯層(2)含有氮化釩合金以及硅鈣合金；B、將步驟A制成的包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液。
6.如權(quán)利要求5所述的用于鋼液合金化的方法，其特征是所述步驟A中的芯層(2)的氮化釩合金和硅鈣合金都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
7.如權(quán)利要求5所述的用于鋼液合金化的方法，其特征是所述步驟A中的芯層(2)還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，硅鈣合金和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金50% 90%，硅鈣合金10% 40%，鐵合金添加物0 40%，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。
8.如權(quán)利要求5所述的用于鋼液合金化的方法，其特征是所述芯層O)的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
9.如權(quán)利要求5所述的用于鋼液合金化的方法，其特征是所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液，一邊對鋼包進(jìn)行搖晃。
10.如權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)所述的用于鋼液合金化的方法，其特征是所述步驟 B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內(nèi)的鋼液，一邊對包芯線與鋼液接觸區(qū)域噴吹惰性氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于實(shí)現(xiàn)鋼液釩、氮合金化的包芯線及方法，可提高釩回收率，防止卡線和斷線的發(fā)生，便于包芯線的喂入。該包芯線包括芯層和外皮，芯層含有氮化釩合金和硅鈣合金。該方法主要是在包芯線的芯層內(nèi)添加硅鈣合金，然后將包芯線喂入鋼液。通過在芯層內(nèi)加入硅鈣合金，可降低鋼液中的自由氧含量，減少了釩與氧結(jié)合的可能性，從而使更多的釩參與合金化，進(jìn)而提高了釩的回收率。
文檔編號C21C7/00GK102206783SQ20111012099
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者劉昌恒, 劉明, 吳仕富, 張國才, 楊杰, 柏萬春, 羅開金, 鄧通武 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司