專利名稱：煉鋼用鈣-鋁酸鈣包芯線的制作方法
技術領域：
本項發(fā)明屬于冶金技術領域，涉及一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣的包芯線。
背景技術：
鋼鐵冶煉過程中，爐外精煉工藝得到了廣泛的應用。爐外精煉工藝可進一步脫硫、脫氧 和夾雜物變性處理，以便生產出更高品質的合金鋼，滿足工農業(yè)發(fā)展建設的需求。在爐外精 煉后步處理工藝中，依據不同的精煉設備可將其分為兩大類方法， 一種是鋼包噴粉法， 一種 是鋼包喂線法。其中鋼包噴粉法的脫硫脫氧效果相對較好，但所使用的噴吹設備比較復雜， 投資較多，操作有一定的難度，且鋼水溫降大。因此對于部分精煉要求不高的鋼種可以采用 第二種方法，即鋼包喂線法。鋼包喂線是將含有精煉用的粉劑制成鋼皮包芯線，操作時利用 簡單的喂線機直接將包有精煉粉劑的包芯線拋射到鋼水中，包芯線的包皮熔化后里面的粉劑
分散到鋼液中，同其中的雜質如[s] 、 [o]等進行反應，生成物快速上浮，以此實現鋼水精煉
的目的。
在目前實施的鋼包喂線工藝中，鋼鐵企業(yè)通常采用的包芯線主要有CaSi包芯線和Fe-Ca 包芯線兩種。上述兩種包芯線已經能夠滿足部分鋼種精煉的技術要求，但相對而言還不十分 理想，這是因為喂CaSi線時會出現鋼水增硅現象，硅含量的增加也要影響到鋼的最終性能。 采用喂Fe-Ca包芯線時不會出現前述的增硅現象，但包裝在包芯線內部的Fe-Ca粉進入到鋼 液中后金屬鈣將快速氣化，容易產生大氣團，在其尚未同鋼中雜質接觸反應之時就已經上浮 到了鋼水的表面，使得金屬鈣的收得率較低，造成資源的浪費。因此，發(fā)明制造能夠帶來更 好的冶金效果包芯線，就成了冶金工作者的一項重要任務。

發(fā)明內容
為解決CaSi包芯線和Fe-Ca包芯線的不足，發(fā)明者經長期試驗研究，開發(fā)出一種新型 復合包芯線，該種包芯線內的主要成分為金屬鈣，在其基礎上加入一定數量的鋁酸鈣系預熔 渣，將兩種粉劑復合在一起，包裝成新的鈣-鋁酸鈣包芯線，供煉鋼生產中爐外精煉時使用， 獲得了良好的冶煉效果。
選擇鈣-鋁酸鈣粉劑作為包芯線內的粉劑材料，主要基于氣泡分割及分層氣化理論。金
屬鈣是一種較強的脫氧脫硫劑，其熔點為843°C，氣化溫度為1484°C。在鋼水溫度(1560-1620
°C)下，金屬鈣將迅速熔化并氣化。而設計的鋁酸鈣系預熔渣的熔點在134(TC-150(TC左右，
因此包芯線內的鈣-鋁酸鈣粉劑進入到鋼液中后，在鋼水溫度下很快就將熔融成具有一定體積 的球團化渣球，由于鋁酸鈣是非金屬物質，導熱系數較小，會抑制鈣的氣化。由于鋁酸鈣系 預熔渣的存在，使得渣球中的金屬鈣粉和鋁酸鈣粉均處于彌散分布的狀態(tài)，鈣-鋁酸鈣粉劑一 經形成球團化渣球后，在鋁酸鈣的分割下處于球團表面彌散分布的各金屬鈣微粉顆粒會立刻 氣化進入到鋼液中，形成微小的金屬鈣氣泡，這在某種程度上必然避免或抑制了金屬鈣氣化 時大氣泡的形成，這些金屬鈣微小氣泡在鋼水中亦呈彌散分布，從而增加鈣與鋼液的接觸面 積和接觸時間，有利于脫氧脫硫的進行，并有效的提高了金屬鈣的收得率；金屬鈣微粉氣化 時將周邊鋁酸鈣預熔渣爆炸分割成微小顆粒，并從渣球表面分離到鋼液中，形成細小的液滴， 這樣就極大地增大了預熔渣和鋼液的接觸面積，且小液滴上浮速度較慢，增加了預熔渣和鋼 液的接觸時間，它在上浮的過程中會一路捕捉鋼液中各種夾雜物進入渣層，促進脫氧脫硫反 應的進行。上述金屬鈣和預熔渣因氣化或熔化而離開渣球的過程是一個分層進行的過程，渣 球表層的鈣-鋁酸鈣氣化、液化后，位居次層的鈣-鋁酸鈣繼續(xù)進行，如此繼續(xù)。直到全部結 束。 '
本項發(fā)明所實現的鈣-鋁酸鈣包芯線的制作方法如下
1. 將鈣粉劑和鋁酸鈣系預熔渣粉劑按一定的比例混合在一起，制成鈣-鋁酸鈣復合粉 劑；
2. 利用包線機將制好的復合粉劑制成包芯線，其包芯線直徑為O=10~16mm。 為了獲得最好冶金效果，預熔渣鋁酸鈣中的成分以偏鋁酸鈣12Ca0 7A1203為宜。
制成的鈣-鋁酸鈣脫硫粉劑的組分按質量百分數為
成分CaCa0A1203其他
質量分數(％)0-5020-5030-50余量
使用該種工藝可以獲得如下的積極效果
1、 節(jié)約金屬鈣粉資源，脫硫效果顯著。復合粉劑噴到鋼水包內由于鋁酸鈣的分割作用， 可使金屬鈣汽化成彌散分布的微小氣泡，增大了反應界面積，使金屬鈣與硫、氧的接 觸更加充分，提高了金屬鈣的利用率，節(jié)約了寶貴的物資資源。
2、 使鋼水更加純凈化。復合粉劑中的鋁酸鈣進入鐵水后其自身還能迅速形成細小液態(tài)渣 滴，在其上浮過程中，不斷更新與鐵水的接觸面，吸附脫硫脫氧產物，帶入頂渣中， 提高金屬鈣脫硫脫氧效率。
具體實施例方式
實施例1
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為STSC鋼，鑄薄板坯，經LF爐精煉后，直接喂金屬鈣和 鋁酸鈣系預熔渣包芯線。其芯線組成為Ca: 27%， CaO: 37% A1203: 33%，其他3%，包芯線 直徑013mrn，喂線速度150m/min，喂入400m，鑄坯取樣進行金相分析，鋼中非金屬夾雜物 為球狀的含鈣、鈦的夾雜物，夾雜物尺寸小于30w。經喂線處理后，鋼中硫含量由200ppm 減少至150ppm。 實施例2
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為ST12低碳鋼，鑄薄板坯，出鋼后采用包內合金化后， 經LF爐精煉升溫調成分后，直接喂金屬鈣和鋁酸鈣系預熔渣包芯線。其粉劑組成為Ca: 25%， CaO: 38%A1203: 35%，其他2%，包芯線直徑013mrn，喂線速度180m/min，喂入450m，鑄坯 取樣進行金相分析，鋼中非金屬夾雜物為球狀的含鈣、鈦的復合夾雜物，夾雜物尺寸均小于 30y 。經喂線處理后，鋼中硫含量由195ppm減少至135ppm。 實施例3
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為STSC鋼，鑄薄板坯，經LF爐精煉后，直接喂金屬鈣和 鋁酸鈣系預熔渣包芯線。其芯線組成為Ca: 0%， CaO: 50%A1203: 50%,包芯線直徑①13腿， 喂線速度150m/min，喂入400m，鑄坯取樣進行金相分析，鋼中非金屬夾雜物為球狀的含鈣、 鈦的夾雜物，夾雜物尺寸小于30u 。經喂線處理后，鋼中硫含量由200ppm減少至150ppm。 實施例4
在某鋼廠150噸鋼包中，鋼種為ST12低碳鋼，鑄薄板坯，出鋼后采用包內合金化后， 經LF爐精煉升溫調成分后，直接喂金屬鈣和鋁酸鈣系預熔渣包芯線。其粉劑組成為Ca: 50%， CaO: 20%A1203: 30%,包芯線直徑①13mm，喂線速度180ra/min，喂入450m，鑄坯取樣進行金 相分析，鋼中非金屬夾雜物為球狀的含鈣、鈦的復合夾雜物，夾雜物尺寸均小于30y。經喂 線處理后，鋼中硫含量由195ppm減少至135ppm。
權利要求
1.一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣粉劑的包芯線，其特征在于包芯線內還含有一定數量利用鋁酸鈣制取的粉劑，整個粉劑的化學組成按質量百分數為0≤Ca≤50，20≤CaO≤55，20≤Al2O3≤55，其他為余量。
2. 根據權利要求1所說的一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣粉劑的包芯線，其特征在于 包芯線內所含鋁酸鈣粉劑中的成分為接近12CaO'7Al203，熔點應低于150CTC 。
全文摘要
本項發(fā)明涉及一種鋼水爐外精煉用含有金屬鈣的包芯線，其特征在于包芯線內還含有一定數量利用硅酸鈣制取的粉劑，其中偏鋁酸鈣12CaO·7Al₂O₃粉劑最佳。利用該種包芯線進行爐外精煉能明顯提高金屬鈣的利用率，減少鋼水溫降，獲得滿意的冶金效果。
文檔編號C21C7/04GK101168787SQ20071015858
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權日2007年11月28日
發(fā)明者孫中強 申請人:孫中強