專利名稱：一種多層結構的鈣芯線及其制作方法和用途的制作方法
技術領域：
本發明屬于煉鋼爐外精煉技術，涉及一種鋼液脫氧鈣處理用多層實芯純鈣線。
背景技術：
鈣處理是20世紀70年代發展起來的一種鋼水精煉手段。其主要目的包括(I)深度降低鋼中
、[s]等有害元素含量；(2)改變夾雜物組成形態，避免澆鑄鋁鎮靜鋼發生水口堵塞并改善鋼材力學性能。歷史上，曾經有過向鋼包內直接加入鈣合金、向鋼液內噴吹鈣合金等方法，但由于處理效果不穩定或成本過高等原因已漸被淘汰，現在應用的是鋼包喂鈣線方法。它是將鈣合金(Ca、Ca-Si, Ca-Fe等)用鋼皮包裹制成包芯線，通過喂絲機的導引管將其以很高的速度插入鋼液。喂絲過程中同時伴隨惰性氣體攪拌，以增加Ca蒸汽泡在鋼液中的停留時間和 進行良好的混合。這種方法在全世界的鋼鐵企業中得到了廣泛應用并取得了極大成功。鋼包喂鈣線的主要處理效果有
(I)降低鋼液中的[S]，減少硫化物夾雜含量，最終形成CaS而分散到鋼中，在軋制時不會變形。(2)鋼液中的氧化物夾雜不形成串簇狀而轉變為均勻分散的含Ca氧化物夾雜，從而減少夾雜物尺寸，改善鋼液潔凈度。(3)在Al鎮靜鋼中加入Ca，易把Al2O3夾雜變成液態鈣鋁酸鹽，便于它聚合長大上浮，從而防止水口堵塞。但由于金屬鈣的熔點低(845°C )，沸點低(1450°C )，在鋼液中極易上浮到鋼渣表面上與空氣中的氧及渣液中的氧化物反應而燒損掉。所以喂絲時盡量將包芯線喂入到金屬液深部，利用金屬液的靜壓，防止金屬鈣快速氣化，從而延長金屬鈣在鋼液中停留時間，對鋼液起到良好的鈣處理作用。現有的幾種類型的含鈣或鈣合金的包芯線仍有下列缺陷含硅低鈣合金包芯線，例如CaSi，其缺點是在爐外精煉過程中鋼水增硅。因此不適用于低Si鋼種；含硅鈣粒或鐵粒混合物包芯線，例如Fe+Ca粉劑包芯線，其缺點是，由于粉狀金屬鈣比表面積大，金屬鈣易被氧化。另外，在精煉溫度下，當外包層熔化后，裸露的金屬鈣快速氣化，易造成鋼渣液面激烈翻騰和飛濺，降低鈣的收得率。由于上述原因，其金屬鈣的收得率一般在10% 15%。中國知識產權局2011年01月12日公開的“一種包芯線及其制造方法”(CN101942542A)的包芯線，是由里層芯料和外包皮構成，外包皮由鋼帶(0. 42-0. 5mm厚)包卷而成，里層芯料為實芯金屬純鈣。期望能夠得到較高的收得率，但因其外包層較薄，在喂入鋼水后，包芯線很快熔化，在高溫的作用下軟化，包芯線無法穿透鋼液進入深處，雖采用金屬純鈣，但收得率也僅有15% 25%，且噴濺嚴重。中國知識產權局2010年12月15日公開的“高純金屬鈣實芯包芯線的制造方法”(CN101914655A)的包芯線制作方法，是由里層芯料和外包皮構成，里層芯料為高純金屬鈣，外包皮由低碳鋼管拉拔而成。期望能夠將高純金屬鈣喂入到鋼液深處，取得較高的收得率。但其缺點是加工難度大、成本高，喂入鋼水時難度較大，有時還要對半成品包芯線進行退火處理。

發明內容
本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種多層實芯純鈣線，該產品在通常的純鈣包芯線中增加了至少一個中間層，以在形式上增加內芯線以外的材料層總厚度，同時由于中間層軸向不封口，即可保證包芯線的柔韌性，又使其加工難度與制造成本大幅降低，使用更加方便。本發明的目的實現由以下技術方案完成
一種多層結構的鈣芯線，包括作為內芯的金屬純鈣線，以及外包層，其特征在于，所述內芯與外包層之間設置有一層或兩層中間層，所述外包層包覆于中間層外表面，中間層依次包覆于內芯外表面。

至少一層的所述中間層呈中空圓柱狀或中空的近似圓柱狀，所述圓柱狀或近似圓柱狀是由構成所述中間層的鋼質板材彎曲后，套裝于所述外包層內定位構成的。 所述圓柱狀或近似圓柱狀的柱面上具有軸向開口。所述開口呈緊密接觸狀。此處所稱的緊密接觸狀指的是開口的兩邊不搭接，呈對接或近似對接的姿態，其間的狹縫一般情況下不大于0. 5mm。至少一層的所述中間層為粉狀物料填塞層。所述的中間層厚度為0. 3 I. 3mm。所述的粉狀物料填塞層為如下物質硅鐵粉、鐵、鋁、鈣、鎂、錳、鉻、鉻鐵、硅鈣、硼、硫、碳、鈦、釩、鑰、稀土、碳酸鈣、氧化鈣、碳化鈣、鋁酸鈣等中的一種或一種以上的混合物。所述內芯的直徑為3 10mm。一種權利要求1-8所述的多層結構的鈣芯線的制作方法，其特征在于所述加工方法至少包含下列步驟將純鈣錠在制線機上制成金屬鈣線；之后將所述金屬鈣線、粉狀物料與中間層一同導入由鋼帶構成的斷面近似U形的鋼帶中，之后將所述鋼帶的U型開口焊接密封或進行扣縫式包覆。一種利用權利要求1-8所述的多層結構的鈣芯線的加鈣方法，其特征在于在作為內芯的鈣芯線外依次包覆一層或二層中間層和金屬外包層材料構成一多層結構的鈣芯線之后，將所述多層結構的鈣芯線通過喂線機喂入鋼水。本發明的優點是，由于中間層的存在，可以根據鋼包的大小、冶煉鋼種的情況，調整鈣芯外附著層的厚度以及相關組分，在加大內鈣芯外附著層厚度的情況下，仍然能保證鈣芯線具有適用的柔韌度，增大了金屬鈣在喂入鋼液深處時所受到的靜壓力，同時，作為中間層的粉狀填充料，由于這些粉狀料之間存在很多微觀細孔，減緩了熱量的傳遞，減弱了金屬鈣芯的氣化現象，從而提高了金屬鈣的收得率，并能夠有效解決鋼水鈣處理時的噴濺問題。
具體實施例方式現有技術中常用的一般的單層結構包芯線使用效果如下，在某鋼廠150噸LF爐精煉后進行精煉鈣處理，其包芯線理化指標及喂線效果如下(1)實芯純鈣包芯線直徑(無中間層)8.Imm ；
(2)外包層0. 55mm厚的鋼帶；
(3)作為內芯的鈣芯線直徑7. 0mm;
(4)每米重量(克)鋼帶152，鈣芯60。上述包芯線在下列鋼液中的使用效果為
序號鋼種鋼水量(噸) 喂入量Cm/爐) 喂線速度(m/s) Ca收得率(％) 喂線情況噴減情況
1~40Gr 153 Tkl 一1.218.25 未打滑 ^ 輕微噴減
2~40Cr 155 Tkl 一1.217.92 未打滑 _ 輕微噴減
3~40Cr 148 Tkl 一1.218.63 未打滑 _輕微噴減
4~40Cr 151 ~180 1.218.42 未打滑輕微噴減
5~40Cr 152 ~180 1.216.92 未打滑輕微噴減
6~40Cr 149 ~180 1.218.46 未打滑輕微噴減平均值||l8. 10
下列實施例中，對于中間層的選擇，如果使用的是鋼質板材，其形狀呈中空圓柱狀或中空的近似圓柱狀，與鈣芯外表面以及外包層的內表面匹配，其圓柱狀或近似圓柱狀是由構成中間層的鋼質板材彎曲后，套裝于所述外包層內定位構成的。其中呈圓柱狀或近似圓柱狀的鋼質板材柱面上具有軸向開口，該開口呈緊密接觸狀，此處所稱的緊密接觸狀指的是開口的兩邊不可出現搭接現象，必須呈對接或近似對接的姿態，其間的狹縫一般情況下不大于0. 5mmo如果使用的中間層為粉狀物料填塞層，其可填充在鈣芯與鋼板中間層之間，也可填充在鋼板中間層與外包層之間，當然對于只有一層中間層的情況，也可直接填充在鈣芯與外包層之間。填塞不同材質的粉料主要是考慮到不同鋼種的需要，同時有一定的合金微調作用。上述中間層厚度選擇范圍是0. 3 I. 3mm。實施案例一本實施例多層結構鈣芯線的規格參數如下
(1)本實施例多層結構鈣芯線直徑10mm;
(2)外包層0. 5mm厚的低碳、低娃碳素鋼板材構成的鋼帶；
(3)中間層鋼帶厚Imm;
(4)作為內芯的鈣芯線直徑7. Omm;
(5)每米重量(克)鋼帶170，中間層鋼帶184，鈣芯60。本實施例在下列鋼液中的使用效果為
序號鋼種鋼水量(噸) 喂入量Cm/爐) 喂線速度(m/s) Ca收得率(％) 喂線情況噴減情況
1~40Gr 151~1801.230.12未打滑無噴減
2~40Cr 154~1801.231.06未打滑無噴減
3~40Cr 149~1801.229.85未打滑無噴減
4~40Cr 153~1801.229.97未打滑無噴減
5~40Cr 151~1801.231.23未打滑無噴減
6~40Cr 150~1801.232.56未打滑無噴減平均值I +30.80
實施例二 本實施例的多層結構鈣芯線的規格參數如下
(1)本實施例多層結構鈣芯線直徑11mm;
(2)外包層0.5mm厚低碳、低娃碳素鋼板材構成的鋼帶；
(3)中間層低碳、低娃碳素鋼板材構成的鋼帶厚I.5mm ；(4)作為內芯的鈣芯線直徑7mm；
(5)每米重量(克)鋼帶168，中間層鋼帶245，鈣芯60。本實施例在下列鋼液中的使用效果為
權利要求
1.一種多層結構的鈣芯線，包括作為內芯的金屬純鈣線，以及外包層，其特征在于，所述內芯與外包層之間設置有一層或兩層中間層，所述外包層包覆于中間層外表面，中間層依次包覆于內芯外表面。
2.根據權利要求I所述的一種多層結構的鈣芯線，其特征在于，至少一層的所述中間層呈中空圓柱狀或中空的近似圓柱狀，所述圓柱狀或近似圓柱狀是由構成所述中間層的鋼質板材彎曲后，套裝于所述外包層內定位構成的。
3.根據權利要求2所述的一種多層結構的鈣芯線，其特征在于，所述圓柱狀或近似圓柱狀的柱面上具有軸向開口。
4.根據權利要求3所述的一種多層結構的鈣芯線，其特征在于，所述開口呈緊密接觸狀。
5.根據權利要求I所述的一種多層結構的鈣芯線，其特征在于，至少一層的所述中間層為粉狀物料填塞層。
6.根據權利要求1、2或5所述的一種多層結構的鈣芯線，其特征在于，所述的中間層厚度為O. 3 I. 3mm。
7.根據權利要求5所述的一種多層結構的鈣芯線，其特征在于，所述的粉狀物料填塞層為如下物質硅鐵粉、鐵、鋁、鈣、鎂、錳、鉻、鉻鐵、硅鈣、硼、硫、碳、鈦、釩、鑰、稀土、碳酸鈣、氧化鈣、碳化鈣、鋁酸鈣等中的一種或一種以上的混合物。
8.—種權利要求1-7所述的多層結構的鈣芯線的制作方法，其特征在于所述加工方法至少包含下列步驟將純鈣錠在制線機上制成金屬鈣線；之后將所述金屬鈣線、粉狀物料與中間層一同導入由鋼帶構成的斷面近似U形的鋼帶中，之后將所述鋼帶的U型開口焊接密封或進行扣縫式包覆。
9.一種利用權利要求1-7所述的多層結構的鈣芯線的加鈣方法，其特征在于在作為內芯的鈣芯線外依次包覆一層或二層中間層和金屬外包層材料構成一多層結構的鈣芯線之后，將所述多層結構的鈣芯線通過喂線機喂入鋼水。
全文摘要
本發明屬于煉鋼爐外精煉技術，涉及一種鋼液脫氧鈣處理用多層實芯純鈣線。該線包括作為內芯的金屬純鈣線，以及外包層，其特征在于，所述內芯與外包層之間設置有一層或兩層中間層，所述外包層包覆于中間層外表面，中間層依次包覆于內芯外表面。該產品在通常的純鈣包芯線中增加了至少一個中間層，以在形式上增加內芯線以外的材料層總厚度，同時由于中間層軸向不封口，即可保證包芯線的柔韌性，又使其加工難度與制造成本大幅降低，使用更加方便。提高了金屬鈣的收得率，并能夠有效解決鋼水鈣處理時的噴濺問題。
文檔編號C21C7/06GK102851446SQ20121033179
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者劉欣隆, 孫樹森, 周四明, 聶愛軍 申請人:上海盛寶冶金科技有限公司