[发明专利]含钒微合金钢和含铌铁合金和萤石的包芯线及其应用和钢水及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铌铁合金和萤石的包芯线及其在钢水钒氮合金化中的应用，以及一种钢水及其制备方法，和一种含钒微合金钢。

背景技术

微合金钢主要是指在钢中添加很少量或者是微量的某种元素就能明显提高性能的钢，特别是提高钢的强度指标。现有技术条件下微合金钢主要通过添加很少量或者是微量钒、铌和钛而得到。微合金化的作用机制是：作为微量元素的钒、铌和钛加入钢液后，与钢液中的碳和氮结合，形成碳、氮的化合物质点，即V(C、N)，Nb(C、N)和Ti(C、N)质点，这些质点具有一定的沉淀强化和晶粒细化的作用，可明显的提高钢的强度。

根据上述微合金原理可知，微合金钢涉及到所要控制的化学元素主要有钒、铌、钛、碳和氮。一般情况下钢液中不存在钒、铌和钛元素，通常需要以合金加入的形式来实现；碳元素可通过加入一定的石墨、无烟煤或碳粉而得到；一般情况下钢液中的氮是不需要存在的有害元素，但在微合金钢中氮是十分重要的有益元素，仅仅依靠钢液中残留的氮含量是不够的，一般情况下采用转炉冶炼钢，残留氮含量在0.004％-0.06％范围内，采用电炉冶炼钢，残留氮含量在0.06％-0.08％范围内，必要情况下是可以通过添加含氮类合金来实现的。

早期在微合金钢中增加氮，是通过添加3％-6％的氮化类合金来实现的，但由于氮化类合金含氮很低，造成合金加入量大且，收得率不稳定，逐渐被氮含量较高的氮化钒合金代替。面前微合金钢的生产中几乎很难再使用3％-6％的氮化类合金，几乎全部使用即含钒、且氮含量又高的氮化钒合金。

氮化钒合金主要有VN12、VN14和VN16三个牌号。一般情况下该三个牌号氮和钒的比值是基本固定的，分别为12：78(N:V)；14：78(N:V)；16：78(N:V)，即氮和钒的比值最高为VN16的16：78，即合金中含有16％的N，含有78％钒。氮化钒合金虽然即含钒、且氮含量又高，但对于微合金钢中不同的微合金化技术路线，特别是复合微合金钢，例如V-Ti-N，甚至于V-Ti-Nb-N，也是不能满足需求的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含有钒和氮的包芯线用于实现钢液钒和氮的合金化，该种包芯线中所含有的氮不是通过配加钒氮合金而得，而是通过单独配加其它含氮更高的氮化物而得，且发现使用该含氮化物并不会影响钢的相对腐蚀率。

为实现前述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种含铌铁合金和萤石的包芯线，该包芯线包括：芯层和包裹所述芯层的外层，其中，所述芯层为含有钒铁合金、氮化硅锰、铌铁合金和萤石的混合物。

根据本发明的第二方面，本发明提供了本发明的包芯线在钢水钒氮合金化中的应用。

根据本发明的第三方面，本发明提供了一种钢水的制备方法，该方法包括：将本发明所述的包芯线喂入待钒氮合金化的钢水中进行钒氮合金化。

根据本发明的第四方面，本发明提供了按照本发明的钢水的制备方法得到的钢水。

根据本发明的第五方面，本发明提供了一种含钒微合金钢，其中，该含钒微合金钢由本发明所述的钢水浇铸而成。

本发明的包芯线用于实现钢水钒和氮的合金化，能够依据需要有效增加氮含量而不影响钒含量，可在钢水需要的情况下生产氮含量更高的含钒钢。且采用本发明的包芯线进行钢水钒氮合金化得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金耐候钢屈服强度高。

本发明技术的有益之处在于，可为钢液提供更多的氮含量，特别适应于生产含钒、钛和铌的复合微合金钢，得到的钢能够保证相对腐蚀率基本维持不变而屈服强度大大提高。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的包芯线的横截面剖视图。

附图标记说明

1——芯层                   2——外层

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明提供了一种含铌铁合金和萤石的包芯线，该包芯线包括：芯层1和包裹所述芯层1的外层2，其中，所述芯层1为含有钒铁合金、氮化硅锰、铌铁合金和萤石的混合物。