专利名称：用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的包芯线及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微合金钢、高碳钢以及特殊钢生产超低磷钢中的磷的控制 工艺，特别是一种用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的包芯线及其制法，本发明 属于冶金技术领域。
技术背景众所周知，磷在钢中通常作为有害元素来加以控制。因为磷在钢中的偏析 比较严重，使钢韧性变坏，产生"冷脆"现象，尤其在低温条件下，更容易发 生"冷脆"，磷的偏析还会造成钢的各向异性，降低焊接性能、引起不锈钢的腐 蚀疲劳。随着科学技术的迅猛发展，高级优质钢对钢材的冶金质量要求不断提 高，尤其对钢中的磷含量不断提出更高要求。
一些低温用钢、海洋用钢、抗氢裂纹钢和部分厚钢板要求钢中磷含量小于0.01 %甚至0.005%;为了防止奥氏体 不锈钢产生应力腐蚀裂纹，要求钢中磷小于0.005%。为此，目前钢厂大多采用 "双渣法"即在转炉冶炼中采用两次造渣或"双联法"即采取一座转炉将铁水 冶炼一半时间后倒入到另一座转炉中继续进行冶炼的方法，这两种方法的不足 在于工艺复杂，冶炼时间长，转炉生产率不能得到充分发挥；还有一种方式是 对铁水预先进行"三脱"即脱硅、脱硫、脱磷，如日本的钢铁企业，其不足是 需用设备多，投资大、工序复杂、热损大、且由于"三脱"后的铁水温度低， 使转炉冶炼时加入的废钢量大大减少。因此，为了生产这些低磷、超低磷钢， 常规的转炉冶炼已不能满足这些钢种对磷的要求，所以亟待研究辅助以炉外精 炼来脱磷的方法，从而实现生产超低磷钢。发明内容本发明是针对上述现有技术中存在的问题提出的，其目的是提供一种能稳定控制钢液中磷含量在0.0030%以下，效果明显、稳定、确保和提高精炼钢的 质量，降低冶炼成本的用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的包芯线。为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的用于钢水炉外脱磷生产超 低磷钢的包芯线，其芯部是由如下原料按重量百分比经制备而成脱磷熔剂 1 70%碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 1 60%氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 10 98%氟化钙 0 40%粘结剂 0 20%所述的包芯线，芯部是由如下原料按重量百分比经制备而成脱磷熔剂 5 65%碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 2 55%氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 15 85%氟化钙 2 35%粘结剂 0 20%所述的包芯线，其芯部是由如下原料按重量百分比经制备而成:脱磷熔剂 10 35%碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 10 45%氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 30 70%氟化钙 5 30%粘结剂 5 15%所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上 的混合物。所述原料的粒度在lmm 3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度》200ml。 所述的脱磷熔剂由如下原料按重量百分比经制备而成CaO 20 80%FeO 10 50%CaF2 0 40%制备所述包芯线的方法，包括以下步骤a、 投料、混料按配方配比分别取粒度为lnm 3.5mm的脱磷熔剂；氟化钙；碳酸,丐、碳 酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物；氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 和粘合剂入混料器中进行混料，混料时间lh 8h;b、 烘干处理在8(TC 20(TC烘干设备中进行烘干，时间为2h 24h，即为粉剂的剂型；c、 制包芯线经烘干处理后的上述芯部粉料以2 5 mm厚的低碳钢带为外皮，采用单层 钢带搭接式在制线机上制包芯线，包线速度为8 30m/min，芯部粉料含量在 100 240g/m。 -本发明与现有技术相比，由于配方科学合理，并经应用证明，本发明的包 芯线具有脱磷效率高、稳定、时间短，可实现钢水快速精炼脱磷至磷含量低于 0.0030%;同时，制备工艺简单、灵活、方便，利于应用。弥补了常规转炉冶炼 难以达到钢中磷含量小于0.01%的不足，可以满足不同钢水对磷含量的要求。 提高精练钢的质量降低冶炼成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围 不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方 案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。 实施例1脱磷熔剂按配方配比取CaO粉50kg、 FeO粉30kg、 CaF2粉20kg放入混料 器中进行均匀混料、破碎碾压及气流微粉磨研磨制备而成备用；再按配方配比 分别取其粒径为1 nm 3.5mm的脱磷熔剂粉35 kg、氟化钙粉5 kg、氧化钙粉55 kg、碳酸钙5 kg入立式混料器中进行均匀混料1 8h，其中所述氧化钙、氧化 镁的活度^200ml;制备好的粉料入80-200'C烘干设备进行烘干10 h 22 h即为 粉剂。以厚度为2mm 5mm的普通低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘 干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，包线速度为8 30m/min，包芯线粉剂含量在100 240g/m，装成1000 2000m/巻，利于使用中 控制加入量与加入速度，包芯线的截面为圆形，包装要确保密封良好，防止潮 湿，并在20天内使用。 实施例2按配方配比取CaO20kg、 FeO50kg、 CaF230kg制备脱磷熔剂，其方法同实 施例h再按配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的脱磷熔剂1 kg、 氧化镁98kg、碳酸镁lkg入立式混料器中进行均匀混料l 8h，其中所述氧化 钙、氧化镁的活度^200ml;制备好的粉料入100 15(TC烘干设备进行烘干10h 22h即为粉剂，以厚度为2mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干 的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，其它同实施例l。 实施例3按配方配比取CaO80kg、 FeO10kg、 CaF210kg制备脱磷熔剂，其方法同实 施例1;再按配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的脱磷熔剂45 kg、 碳酸钙与碳酸镁的混合物30 kg (两者的配比不严格要求)、氧化钙与氧化镁的 混合物10 kg、膨润土 15 kg入立式混料器中进行均匀混料1 8h，其中所述化钙、氧化镁的活度^200ml;制备好的粉料入70 18(TC烘干设备进行烘干10h 20h即为粉剂，以厚度为2.5mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘 干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，其它同实施例l。 实施例4按配方配比取CaO 60kg、 FeO20kg、 CaF220kg制备脱磷熔剂，其方法同实 施例1;再按配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的脱磷熔剂60 kg、 氟化钙10 kg、碳酸钙1 kg、氧化镁25 kg、粘土 4 kg入立式混料器中进行均匀 混料l 8h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度》200ml;制备好的粉料入90 160 'C烘干设备进行烘干10 h 15 h即为粉剂，以厚度为5mm的低碳钢带作为包芯 线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包 芯线，其它同实施例l。 实施例5按配方配比取Ca035kg、 Fe045kg、 CaF220kg制备脱磷熔剂，其方法同实 施例1;再按配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的脱磷熔剂3 kg、 氟化钙2kg、碳酸钙10kg、氧化镁85kg入立式混料器中进行均匀混料l 8h， 其中所述氧化钙、氧化镁的活度^200ml;制备好的粉料入80 18(TC烘干设备进 行烘干10h 16h即为粉剂，以厚度为4mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线 芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，其它同 实施例1 。实施例6按配方配比取CaO50kg、 FeO40kg、 CaF210kg制备脱磷熔剂，其方法同实 施例1;再按配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的脱磷熔剂12kg、 氟化钙18 kg、碳酸镁45 kg、氧化钙15 kg、粘土 6 kg、水玻璃4 kg入立式混料器中进行均匀混料1 8h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度^200ml;制备好的 粉料入90 170'C烘干设备进行烘干10 h 20 h即为粉剂，以厚度为3mm的低碳 钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢 带搭接式制包芯线，其它同实施例l。 实施例7按配方配比取CaO70kg、 FeO30kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1;再按 配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的脱磷熔剂12 kg、氟化钙18 kg、 碳酸镁45kg、氧化钙15kg、普通水泥6kg、水玻璃4kg入立式混料器中进行 均匀混料1 8h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度》200ml;制备好的粉料入 100 15(TC烘干设备进行烘干10h 17h即为粉剂，以厚度为3.5mm的低碳钢带 作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭 接式制包芯线，其它同实施例l。 应用实施例转炉出钢温度在1550°C 1660°C，出钢时磷控制在0.02%以下；出钢采用 挡渣塞挡渣处理、未脱氧；出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为 5~20kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将 要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50 300Nl/min，吹氩时间为0.1 10min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入 钢液中，喂线过程停止吹氩搅拌，喂线速虔在180 350m/min，喂入量在0.5 3.5kg/t，喂线后静止0.1 10min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50 280Nl/min，弱吹氩时间为0.1 5min;吹氩搅拌结束后，先采用真空吸渣机在扒 渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.1 1.5kg/t;在精炼 炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580 162(TC;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷， 大包中的钢水要预留1 f吨。采用本发明上述实施例1、 2和3用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的应用方 法进行了冶炼试验，根据出钢终点磷含量的不同，脱磷量不同，脱磷率在60% 以上；钢液中磷含量在0.0030%以下，结果见表l。表l出钢终点磷含量脱磷后磷含量脱磷率(wt.%)(wt%)(%)实施例10.0150观384.67实施例20.0120.002579.17实施例30細0扁070.00
权利要求
1、用于钢水炉外脱磷生产超低磷钢的包芯线，其特征在于包芯线的芯部是由如下原料按重量百分比经制备而成脱磷熔剂 1～70％碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物1～60％氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物10～98％氟化钙0～40％粘结剂0～20％
2、 根据权利要求1所述的包芯线，其特征在于包芯线的芯部是由如下原料 按重量百分比经制备而成脱磷熔剂 5 65% 碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 2 55% 氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 15 85% 氟化钙 2 35% 粘结剂 0 20%
3、 根据权利要求1所述的包芯线，其特征在于包芯线的芯部是由如下原料 按重量百分比经制备而成脱磷熔剂 10 35% 碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 10 45% 氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物 30 70% 氟化钙 5 30% 粘结剂 5 15%
4、 根据权利要求l、 2或3所述的包芯线，其特征在于所述的粘结剂为粘 土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。
5、 根据权利要求1、2或3所述的包芯线，其特征是所述原料的粒度在lrnn 3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度》200ml。
6、 根据权利要求1、 2或3所述的包芯线，其特征在于所述的脱磷熔剂是 由如下原料按重量百分比经制备而成CaO 20 80% FeO 10 50% CaF2 0 40%
7、 根据权利要求l、 2或3所述的包芯线，其特征在于所述的包芯线外皮 为低碳钢带。
8、 制备权利要求l所述包芯线的制备方法，包括以下步骤a、 投料、混料按配方配比取其粒度为lnm 3.5mm的脱磷熔剂；氟化钙；碳酸f丐、碳酸 镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物；氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物和 粘合剂入混料器中进行混料，混料时间lh 8h;b、 烘十处理在8(TC 20(TC烘干设备中进行烘千，时间为2h 24h，即为包芯线的芯部 粉料；c、 制包芯线经烘干处理后的上述芯部粉料以2 5 mm厚的低碳钢带为外皮，采用单层 钢搭接式在制线机上制包芯线，包线速度为8 30m/min，芯部粉料含量在100 240g/m。
全文摘要
本发明涉及一种微合金钢、高碳钢以及特殊钢生产超低磷钢中的磷的控制工艺，特别是一种用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的包芯线及其制法。其包芯线的芯部由原料按配方配比，分别取脱磷熔剂、氟化钙、碳酸钙或碳酸镁或碳酸钙和碳酸镁的混合物、氧化钙或氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物和粘结剂经制备而成，芯部粉料以2～5mm厚的低碳钢带为外皮，采用单层钢搭接式在制线机上制包芯线。本发明具有配方科学工艺简单合理，并经应用证明可实现钢水快速精炼脱磷至磷含量低于0.0030％，且效率高、稳定、时间短。弥补了常规转炉冶炼难以达到钢中磷含量小于0.01％的不足，可满足不同钢水对磷含量的要求。大大提高了精炼钢的质量降低冶炼成本。
文档编号C21C7/076GK101328528SQ20081001208
公开日2008年12月24日 申请日期2008年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者任子平, 刘万山, 唐复平, 群 孙, 孟劲松, 军 张, 张晓军, 镇 李, 李德刚, 红 栗, 王仁贵, 王文仲, 王晓峰, 陈本文 申请人:鞍钢股份有限公司