[发明专利]高纯金属钙包芯线的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，具体地说是一种钢铁企业炼钢过程中脱氧、合金化使用的高纯金属钙包芯线的制造方法。

背景技术

目前金属钙包芯线应用的现状：

金属钙包芯线是钢铁冶金炼钢领域使用的一种产品。钙处理工艺是目前国内外钢铁企业提高钢水质量、生产优质钢材普遍采用的成熟技术，在炼钢过程中，使用金属钙包芯线对钢水进行钙处理，是解决脱硫、脱氧、合金化及合金化微调的可靠工艺措施。特别是其可改变刚中夹杂物的形态和数量，使得氧化物和硫化物夹杂转变为低熔点的钙铝酸盐球状复合夹杂物，夹杂细化且分布均匀，显著提高了钢的质量，并有效改善了铝镇静钢水连铸过程中的可浇铸性，解决水口堵塞的问题。

由于金属钙密度小，熔点、沸点低，以块状形式将其加入钢液进行脱氧、合金化时，极易氧化烧损，收得率低，成分控制准确性差。因此20世纪80年代冶金工作者开发出了钢水钙处理喂线工艺，即把钙合金用钢带包裹成为一条具有任意长度的复合材料（即包芯线），然后借助于喂线（丝）机，将钙包芯线投射加入到钢液中进行脱氧、合金化操作的工艺，这种工艺合金收得率高，再现性强，喂入的合金元素准确，且能将钢水成分控制在很窄的范围内。

目前国内外企业主要采用冷轧低碳钢带包裹金属钙粒（或混合一定比例的铁粉）生产金属钙包芯线技术，少部分企业采用冷轧低碳钢带包裹金属钙丝生产金属钙包芯线技术。

国内外规模以上钢铁企业都将金属钙包芯线广泛应用于生产连铸连轧薄板、低碳低硅铝镇静钢、石油管线钢及特殊钢等优质钢材，年需求量在15万吨左右。

由于金属钙是活泼碱金属，具有易氧化变质、密度小、熔点、沸点低等特点，因此对金属钙包芯线的生产、使用有着特殊和严格的要求：

①金属钙合金纯度要保证，纯度越高，加入效率越高。

②包芯线内含金属钙量必须要均匀一致，以便精确计量金属钙加入量。

③钢带包裹要尽可能紧密，阻断与空气接触，防止钙合金氧化。

④包芯线的强度要能够满足确保其迅速穿过钢渣界面进入到钢水深部的熔池中，通过延迟钢带融化以保证金属钙与钢液之间的充分反应，提高钙的吸收率，减少烧损。

当前国内外金属钙包芯线产品普遍存在的不足表现在以下几个方面：

①目前国内生产的金属钙包芯线，一般都采用铝热还原法生产的还原钙合金，由于没有提纯技术，钙的纯度在80～90%之间，钙吸收率未达到理想效果，同时带入的杂质易对钢水形成二次污染。

②目前金属钙包芯线生产时多采用金属钙粒或钙铁合金粉剂作为芯料，颗粒之间存在间隙，致密度难以保证，因此单位包芯线的含钙量会出现不一致的情况，造成金属钙的加入量无法精确计量。

③包芯线生产时钢带包裹大都采用压合方式，相互咬口压合不够紧密，易导致内部金属钙粒松散，致密度不足；密封效果差，钙粒易氧化变质，储存期短。

④由于包线技术客观局限性，钢带厚度一般在0.3～0.6mm，容易造成喂线时发生断线事故。同时包芯线的整体强度无法保证其能迅速穿过钢渣界面并进入到钢水熔池中才融化，而是提前融化，造成钙和钢液反应时间短，钢液处理不充分；钙损失量大，吸收率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯金属钙包芯线的制造方法，解决当前钙包芯线所存在的普遍问题。

本发明是一种高纯金属钙包芯线的制造方法，其包括如下工艺步骤：

（1）金属钙提纯和浇注工艺: 金属钙在真空环境下加热融化至850℃～1000℃时进行还原提纯，得到纯度大于99%的金属钙，该金属钙在真空条件下浇注成金属钙棒；

（2）金属钙棒钝化密封工艺：将金属钙棒进行钝化处理，使金属钙棒隔绝空气，防止氧化；

（3）包裹钢带涂镀、定型工艺：对包裹金属钙芯的钢带内表面采用高温气化材料进行涂镀，并根据最终的成品线径要求和钙芯配比要求进行初步的定径处理，然后将金属钙棒进行灌装，最后采用厌氧环境下的连续、不间断焊接工艺将钢带严密焊合，在进一步确保金属钙芯的密封效果的同时，可连续制造足够长度的初步成型的包芯线；

（4）实心钙线加工成型工艺：在厌氧环境下将初步成型的包芯线加热到230℃～1100℃，然后进行挤压，最后进行拉拔得成品包芯线，制成的成品包芯线直径7～16mm、钢带厚度1～2mm。

步骤（1）中的金属钙棒直径80～100mm、长400—500mm。

为了有效提高包芯线强度，成品包芯线根据使用环境的强度要求在厌氧环境下于300℃～1000℃范围内进行二次热处理。