[发明专利]实芯钝化纯钙包芯线及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢炉外精炼技术，尤其涉及钢液钙处理用纯钙包芯线及其制造方法。

背景技术

钢液的钙处理是将金属钙或钙合金，加入钢液深处，在钢液已充分脱氧的情况下，使钢液进一步脱硫，对氧化物夹杂与硫化物夹杂进行变性的炉外精炼技术。

由于金属钙熔点低（850℃），沸点低（1483℃）,密度低（在20℃时为1.55g/cm³）。因此加入钢液后极易上浮到炉渣表面，被空气与炉渣中的氧烧损；另外在炉外精炼温度下，已高于钙的沸点，钙蒸汽压也比较大：1600℃时，P_ca=1.83×10⁵Pa（也即1.83大气压）。所以钙或钙合金必须加入钢液深处，利用金属液的静压力加上大气压使其总压力大于钙的蒸汽压，以防止钙蒸气逸出钢液面，防止钢渣液面激烈翻腾，提高钙的收得率。过去将钙和钙合金加入钢液深处的投入法、压入法和喷粉法，钙的收得率较低。统计数据表明，通常钙合金投入法，钙的收得率为1%～5%，压入法钙的收得率为3％～7％，喷粉法钙的收得率6％～10％左右，现都已被淘汰。目前常用的方法是将钙或钙合金包在钢带内部，制成“包芯线”，用喂线机将上述“包芯线”喂入钢液深处，使钙的收得率显著提高。

现有的几种类型的含钙或钙合金的包芯线仍有下列缺陷：含硅低钙合金包芯线，例如CaSi包芯线、BaCaSi包芯线，其缺点是在炉外精炼过程中钢水增硅。因此不适用于低Si钢种；不含硅钙粒或铁粒混合物包芯线，例如FeCa包芯线，其缺陷是，由于粉状金属钙比表面积大，金属钙易被氧化，另外包芯线漏粉，易导致包芯线中钙的流失。FeCa包芯线含钙的重量百分数为30%，放置一个月以后，钙的含量百分数会降低到26%～27%。除此之外，上述两种粉剂为芯的包芯线刚性较差，喂入钢包后在高温的作用下软化，因此在较高喂线速度下，包芯线无法穿透钢液进入深处，并且芯部还有粉剂分布不均匀等缺陷。由于上述原因，其金属钙的收得率一般在10%～18%。

中国知识产权局2011年01月12日公开的“一种包芯线及其制造方法”（CN101942542A）的包芯线，是由里层芯料和外包皮构成，外包皮由钢带包卷而成，里层芯料为实芯金属钙线。缺陷是金属钙表面未作任何处理，表面极易氧化，另外，在精炼温度下，当外包皮熔化后，裸露的金属钙快速气化，易造成钢渣液面激烈翻腾和飞溅，降低钙的收得率。

中国知识产权局2010年12月22日公开的“一种用于炼钢脱氧的实芯金属钙包芯线”（CN101921893A）的包芯线，是由外层包裹中间层，中间包裹内芯组成，所述的中间层为机油或菜籽油，期望能降低金属钙的气化速度。缺陷是机油或菜籽油为液态，在重力作用下在钙线表面分布不均匀，防氧化作用有限，并且对钙的气化没有延缓作用，所以在精炼温度下，当外包皮熔化后，金属钙仍被快速气化，喂线时钢渣液面易出现激烈翻腾和飞溅的现象，钙的收得率也仅为15%～25%。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种实芯钝化纯钙包芯线及其制造方法，防止金属钙表面氧化，提高钙的收得率，延缓金属钙的气化，，降低金属钙的气化速度，减少喂线时钢渣液面出现的翻腾与飞溅现象。

实芯钝化纯钙包芯线，由钢带包卷金属钙线组成，其特点是所述的钢带与金属钙线之间，设经钙的钝化处理的、在钙线表面上均匀连续的钙钝化层，有效地防止了钙表面氧化损失，延缓了气化速度；金属钙线直径Ф7-8mm；所述的钢带为冷轧优质低碳钢带，厚度0.42-0.64mm。

本发明进一步改进，所述的钙钝化液按物料重量的比例由以下组分组成：草酸:硼酸: 水=1:4:11。

实芯钝化纯钙包芯线制造方法，按下述步骤进行：

1.制备钙的钝化液    在常压下，按草酸:硼酸:水=1:4:11比例进行配制；

2.制钙线    将纯钙锭在制线机上制成金属钙线；

3.金属钙线钝化    在制线机出口处，立即用钝化液对金属钙表面进行全面、连续地涂抹处理；

4.静置    静置是钝化工艺的关键，金属钙线涂抹钝化液后静置20-30min；

5.烘干    烘干直接影响钝化的质量，干燥温度120-150℃，干燥持续时间70-90min；

6.冷却    烘干后的金属钙线进行自然冷却至室温；

7.制包芯线      在制包芯线机上将钝化的金属钙线包卷在钢带卷内，制成包芯线；

8.打捆、包装。

与现有技术相比，优点是：

1.  与含硅低钙合金包芯线相比，不使钢液增硅及其它杂质，显著改善钢液质量；