[发明专利]一种用于炼钢脱硫的实心金属镁合金包芯线及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种用于炼钢脱硫的实心金属镁合金包芯线及其制作方法。

背景技术

镁呈银白色，属于碱土金属元素，其化学反应比其他的碱土金属比如K、Na、Ca弱，易与许多元素如O、N、S等结合反应生成MgO、MgS。这两种氧化物均为熔点高、比重小的稳定化合物。Mg加入钢液中将经历Mg(s)→Mg(l)→Mg(g)→[Mg]的转变过程，发生溶解、脱氧、脱硫反应，部分在加入的过程中将会烧损。而且，Mg的沸点低、蒸气压高，1873K时在钢液中的溶解度为0.1%，蒸气压为2.238MPa，如此高的蒸气压使镁进入钢液中立即汽化，并以很高的汽化速度向外排除，因此，镁单独存在于钢液中很难发挥有效作用。一般采用合金方式加入到钢液深处，有利于提高镁的利用率。碱土金属与钢液中非金属元素有极强的亲和力，而Mg在冶金行业目前主要用作铁水脱硫剂、铸铁球化剂，对钢水脱氧、脱硫以及夹杂物变性的作用等还缺乏统一的认识。此外，钢液中含有一定的镁可以避免在钢中形成簇状/条状A1₂O₃夹杂，形成的MgO.A1₂O₃尖晶石极小并且随机分布，对钢的疲劳性能和其他性能无害，与Ca处理的钢相比，纯净度更高。另外一定量的Mg溶解在钢液中，在氧化物尖晶石上，硫会以MgS/MgS-MnS相析出，避免了硫化物对钢力学性能的不利影响。

目前炼钢脱硫所用的镁为镁粉或镁粉包芯线。由于镁粉在使用时是用专用设备将镁粉喷入到钢液到达其底部进行反应，由于镁的气化点仅1080℃，而钢水的温度达到1500℃左右，当镁粉穿过钢水时，镁粉会瞬间达到其气化点，形成镁蒸汽，同时由于镁粉的表面积过大，参与反应的镁过多，造成镁的气化量很大，这两个原因所形成的镁蒸汽在钢水中聚集，形成很大的蒸汽压，导致镁从钢水中大量逸出，造成爆炸事故，还有一部分镁最终在炉中烧损。这样不但造成了镁的浪费，而且由于镁和钢水接触时间过短，参与反应的镁数量减少，没有足够的镁和钢水中的S元素充分反应，不能使S元素的含量降至最低。

发明内容

为解决现有炼钢脱硫喷镁粉存在的不足，达到使钢水镁处理高效稳定，本发明提供了一种用于炼钢脱硫的实心金属镁合金包芯线。他能降低金属镁的气化速度，增加镁合金线的插入深度及金属镁被钢水吸收的时间，增加镁参入反应地数量，克服镁粉收得率低，避免镁粉中的有害元素的带入，因而大大的提高了金属镁的收得率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：用于炼钢脱硫的实心金属镁合金包芯线，包括外层钢管、中间钝化层和内芯，所述内芯为杂质重量总和≤0.2wt%的实心金属镁合金线，所述实心金属镁合金线的成分包括：镁92-98wt%、铝0.5-3wt%、钙0.5-3wt%、稀土0.1-0.9wt%，合金密度为1.73g/cm³。

作为优选，所述内芯的直径为6-8mm。

作为优选，所述中间钝化层为草酸钝化膜，所述的外层钢管为08A焊管。

作为优选，所述焊管直径为8-12mm，厚度为0.5-1.0mm。

制作上述用于炼钢脱硫的实心金属镁合金包芯线的方法，包括以下步骤：将实心金属镁合金线与钢带同时送入氩弧焊接机组，并经过压紧、焊接和拉拔形成内芯，将钢带制成无缝钢管作为外层包裹所述内芯。

作为优选，所述的氩弧焊接机组包括用于定位和导入钢带和实心金属镁合金线的导入装置，用于卷曲钢带为管状的成型辊、用于防止镁合金线振动的压紧头、用于焊接钢带的焊接辊和用于调整包芯线直径的减径辊，所述的导入装置、成型辊、压紧头、焊接辊和减径辊依次顺序连接。

本发明由于采用了上述技术方案，1.实心金属镁合金包芯线是外层钢管、中间钝化层、内芯为实心金属镁合金线的特殊结构，使得包芯线的高温强度大大提高，极大提高了包芯线的穿透能力，使得镁能够真正地加入到钢水深部，利用钢水的静压，使金属镁在变成镁蒸汽之前即与钢水中的硫、氧等反应，大大提高了金属镁的收得率；

2.实心金属镁合金包芯线中内芯呈实心结构，与喷镁颗粒相比，由于镁合金线的比表面积大大缩小，因此降低了金属镁的气化速度，增加了金属镁被钢水吸收的时间，而能在钢液取得更高的回收率且稳定。

使用该种产品可以获得以下的积极效果：

1)镁处理过程收得率较大幅度提高，且稳定，大大降低了镁处理成本；

2)缩短了镁处理时间，减少了过程温降；

3)避免镁粉中有害元素的带入。

附图说明