[发明专利]一种用于真空感应炉氧化物冶金的包芯线及使用方法

说明书

本发明属于冶金材料领域，尤其涉及一种用于真空感应炉的氧化物冶金的包芯线及使用方法。由外壳及包裹于外壳内的芯粉构成，包芯线直径为Φ3.0mm～Φ5.0mm，外壳采用厚0.8mm～1.2mm冷轧钢带卷成，芯粉由工业纯铁粉、氧化铁粉、含30％钛的钛铁粉和干燥的CaO粉末按照一定的质量比例进行配粉混合，包芯线满足16％～20％填充率。在真空感应炉炼钢过程中，以本发明所述方法将该本发明所述包芯线加入钢水中，可在凝固后的钢种获得大量分布的微米级别的氧化钛颗粒，可改善钢种在大热输入焊接过程中热影响区韧性。

技术领域

本发明属于冶金材料领域，尤其涉及一种用于真空感应炉氧化物冶金的包芯线及使用方法。

背景技术

随着船舶、建筑、桥梁、海洋平台、压力容器和石油等制造业的发展，中厚板生产和需求量日益增大，对钢板强韧性特别是焊接性能提出了更高要求。焊接热影响区组织粗化造成的韧性严重恶化、焊接裂纹的几率增加等危害，是影响钢材焊接性能的关键因素。改善焊接热影响区韧性的方法有多种，最有效途径是通过“氧化物冶金”的方法细化焊接热影响区的组织。氧化物冶金的机理以及形成的热力学和动力学条件已经有广泛的研究，但对氧化物冶金实际工艺实践的具体方法和过程少有报道，而实际的工艺方法是氧化物冶金的重要环节，是整个氧化物冶金概念的必要环节。因此对氧化物冶金的工艺实践方法研究有着重要的意义。

目前大多数的氧化物冶金用的包芯线主要针对的是转炉炼钢，由于转炉炼钢的冶炼过程和真空感应炉的冶金过程有明显的不同，转炉氧化物冶金时应用的包芯线直接应用到真空感应炉往往达不到相应的效果。

专利CN201610513123.4“一种利用铜镁线进行氧化物冶金的方法”公开了一种利用铜镁线进行氧化物冶金的方法，其特征在于具体工艺步骤包括：(1)转炉吹炼终点控制钢液中的氧含量为400～700ppm，转炉出钢过程加入弱脱氧合金对钢液进行脱氧和合金化；(2)出钢结束后对钢液进行强吹氩搅拌，不喂Al线；钢液进入LF精炼工位后，对钢液进行化渣、升温，此过程不添加任何脱氧剂，当温度达到1550～1580℃范围后对钢液进行定氧；(3)当钢液中的氧含量为35～50ppm时，向钢液中加入钛合金或相关稀土元素对钢液进行脱氧，软吹搅拌4～6min后对钢液进行定氧，再进行造渣操作得到精炼炉渣；(4)脱氧、合金化结束后，对钢液进行定氧、取样，根据钢液中的氧含量喂入150～400m铜镁线，待钢液中的铝、镁、钛、氧、硫等元素含量达到要求后，加入8～12kg硼铁，钢液进入VD真空处理炉进行真空处理，破空后对钢液定氧、测温、取样，氧含量为5～10ppm时，软吹5～10min后上台浇注；(5)钢水浇注过程保持过热度为15～25℃。该工艺方法针对的是转炉炼钢过程，需要对炼钢过程中的脱氧进行精细控制，增加了工艺操作难度和成本，对生产节奏有较高要求，在大批量生产时有一定难度。

专利CN201110187992.X“一种细化车轮钢组织的氧化物冶金方法”公开了一种细化车轮钢组织的方法，特别涉及采用氧化物冶金技术手段细化车轮钢组织，改善其综合性能，属于新材料冶金技术领域。本发明主要通过选择、添加合适的微量合金元素，形成弥散的氧化物质点，使氧化物颗粒作为促进形核的质点，改善铸坯和产品组织的均匀性和致密性，细化其组织，进而获得优异的综合性能。在O、N含量分别控制25ppm和45ppm以下的基础上，提出将Ti提高到0.025～0.030wt％，酸溶铝Als提高到0.030～0.055wt％，及合金元素Cr提高到0.030～0.040wt％，浇铸过程中形成第二相颗粒，促进结晶。随后控制轧制及热处理，使析出物质点弥散分布，阻止晶粒长大，强化车轮钢。本发明使车轮钢的组织细化均匀，从而提高车轮钢综合性能。该方法控制简单、成本低廉、并且易于在工业生产中实现。该方法针对的钢种有限，而且对Cr、O和N等都有一定要求，有一定的局限性。