[发明专利]炼钢用钙－铝酸钙包芯线

说明书

技术领域

本项发明属于冶金技术领域，涉及一种钢水炉外精炼用含有金属钙的包芯线。

背景技术

钢铁冶炼过程中，炉外精炼工艺得到了广泛的应用。炉外精炼工艺可进一步脱硫、脱氧和夹杂物变性处理，以便生产出更高品质的合金钢，满足工农业发展建设的需求。在炉外精炼后步处理工艺中，依据不同的精炼设备可将其分为两大类方法，一种是钢包喷粉法，一种是钢包喂线法。其中钢包喷粉法的脱硫脱氧效果相对较好，但所使用的喷吹设备比较复杂，投资较多，操作有一定的难度，且钢水温降大。因此对于部分精炼要求不高的钢种可以采用第二种方法，即钢包喂线法。钢包喂线是将含有精炼用的粉剂制成钢皮包芯线，操作时利用简单的喂线机直接将包有精炼粉剂的包芯线抛射到钢水中，包芯线的包皮熔化后里面的粉剂分散到钢液中，同其中的杂质如[S]、[O]等进行反应，生成物快速上浮，以此实现钢水精炼的目的。

在目前实施的钢包喂线工艺中，钢铁企业通常采用的包芯线主要有CaSi包芯线和Fe-Ca包芯线两种。上述两种包芯线已经能够满足部分钢种精炼的技术要求，但相对而言还不十分理想，这是因为喂CaSi线时会出现钢水增硅现象，硅含量的增加也要影响到钢的最终性能。采用喂Fe-Ca包芯线时不会出现前述的增硅现象，但包装在包芯线内部的Fe-Ca粉进入到钢液中后金属钙将快速气化，容易产生大气团，在其尚未同钢中杂质接触反应之时就已经上浮到了钢水的表面，使得金属钙的收得率较低，造成资源的浪费。因此，发明制造能够带来更好的冶金效果包芯线，就成了冶金工作者的一项重要任务。

发明内容

为解决CaSi包芯线和Fe-Ca包芯线的不足，发明者经长期试验研究，开发出一种新型复合包芯线，该种包芯线内的主要成分为金属钙，在其基础上加入一定数量的铝酸钙系预熔渣，将两种粉剂复合在一起，包装成新的钙-铝酸钙包芯线，供炼钢生产中炉外精炼时使用，获得了良好的冶炼效果。

选择钙-铝酸钙粉剂作为包芯线内的粉剂材料，主要基于气泡分割及分层气化理论。金属钙是一种较强的脱氧脱硫剂，其熔点为843℃，气化温度为1484℃。在钢水温度(1560-1620℃)下，金属钙将迅速熔化并气化。而设计的铝酸钙系预熔渣的熔点在1340℃-1500℃左右，因此包芯线内的钙-铝酸钙粉剂进入到钢液中后，在钢水温度下很快就将熔融成具有一定体积的球团化渣球，由于铝酸钙是非金属物质，导热系数较小，会抑制钙的气化。由于铝酸钙系预熔渣的存在，使得渣球中的金属钙粉和铝酸钙粉均处于弥散分布的状态，钙-铝酸钙粉剂一经形成球团化渣球后，在铝酸钙的分割下处于球团表面弥散分布的各金属钙微粉颗粒会立刻气化进入到钢液中，形成微小的金属钙气泡，这在某种程度上必然避免或抑制了金属钙气化时大气泡的形成，这些金属钙微小气泡在钢水中亦呈弥散分布，从而增加钙与钢液的接触面积和接触时间，有利于脱氧脱硫的进行，并有效的提高了金属钙的收得率；金属钙微粉气化时将周边铝酸钙预熔渣爆炸分割成微小颗粒，并从渣球表面分离到钢液中，形成细小的液滴，这样就极大地增大了预熔渣和钢液的接触面积，且小液滴上浮速度较慢，增加了预熔渣和钢液的接触时间，它在上浮的过程中会一路捕捉钢液中各种夹杂物进入渣层，促进脱氧脱硫反应的进行。上述金属钙和预熔渣因气化或熔化而离开渣球的过程是一个分层进行的过程，渣球表层的钙-铝酸钙气化、液化后，位居次层的钙-铝酸钙继续进行，如此继续。直到全部结束。

本项发明所实现的钙-铝酸钙包芯线的制作方法如下：

1.将钙粉剂和铝酸钙系预熔渣粉剂按一定的比例混合在一起，制成钙-铝酸钙复合粉剂；

2.利用包线机将制好的复合粉剂制成包芯线，其包芯线直径为Φ＝10～16mm。

为了获得最好冶金效果，预熔渣铝酸钙中的成分以偏铝酸钙12CaO·7Al2O3为宜。

制成的钙-铝酸钙脱硫粉剂的组分按质量百分数为：