一種制備煉鋼脫氧用鈣鋁合金包芯線的方法技術(shù)

一種制備煉鋼脫氧用鈣鋁合金包芯線的方法，具體工藝為將金屬鋁和鈣按任意比例進(jìn)行混合，在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將混合均勻的鈣鋁料置于模具中并進(jìn)行密封處理，然后將模具中的混合料進(jìn)行加熱并隨模具一起壓縮成直徑0.1到30毫米的線材，隨后冷卻，待合金凝固后即制成用于煉鋼脫氧用的純鈣鋁合金包芯線。本發(fā)明專利技術(shù)最終制成的是鈣和鋁形成的純鈣鋁包芯線。該方法的優(yōu)點(diǎn)是有效簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)過(guò)程鈣和鋁的損失，提高制造過(guò)程鈣和鋁的收得率，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，煉鋼過(guò)程加入這種鈣鋁化合物構(gòu)成的合金，能有效降低鈣的蒸汽壓，從而提高了煉鋼脫氧過(guò)程中鈣的回收率，減少喂線時(shí)鋼水噴濺的傾向，大大降低煉鋼成本。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鋼鐵冶金
，具體地說(shuō)是煉鋼領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
鈣鋁合金是一種煉鋼用的復(fù)合脫氧劑。但煉鋼過(guò)程中使用的鈣鋁復(fù)合脫氧劑存在比重輕、燃點(diǎn)低、燒損大、利用率低等問(wèn)題。因此，人們通常在合金中添加鐵、錳等增加合金比重或?qū)⑵渲瞥砂揪€來(lái)提高其利用率。目前煉鋼領(lǐng)域常用的所謂的鈣鋁包芯線，大部分是將金屬鈣粉與鋁粉按一定比例通過(guò)機(jī)械混合后，直接用鋼帶包裹成的混合態(tài)包芯線。在這種包芯線中，鈣粉與鋁粉只是機(jī)械混合，并未形成鈣和鋁的合金，因此鋁只起到稀釋鈣的濃度的作用，而并未起到降低鈣的蒸汽壓的作用。如申請(qǐng)?zhí)枮?01220003169. 9的技術(shù)專利公開(kāi)了一種“鋁鈣包芯線”。該技術(shù)涉及一種包芯線，特別是一種鋁鈣包芯線，包括外包層，所述外包層內(nèi)設(shè)置有分隔層；所述分隔層將外包層內(nèi)部分為兩個(gè)填充層，一個(gè)填充層內(nèi)填充鋁，另一個(gè)填充層內(nèi)填充鈣，所述外包層采用低碳鋼。采用上述結(jié)構(gòu)后，可以通過(guò)鋁鈣包芯線方便的將鈣和鋁加入到鋼液或者鐵液中，能較大幅度提高合金收得率，降低冶煉成本，縮短冶煉時(shí)間，精確控制成分。但該方法生產(chǎn)的包芯線并未形成真正的鋁鈣合金。除上述直接物理混合方式外，純鈣鋁合金通常只能在礦冶爐、工頻爐等大型有色冶金設(shè)備中采用普通的熔兌法進(jìn)行生產(chǎn)。目前，主要有兩種溶兌生產(chǎn)方法，其中重熔法是將金屬鈣、鋁在熔化爐中熔化，制成鈣鋁合金，澆鑄成鈣鋁合金錠后直接到煉鋼廠使用或再制成鈣鋁包芯線后到煉鋼廠使用。電熱法為用碳化鈣、氧化鋁、鐵等作原料，在礦熱爐中還原冶煉。其原理是碳化鈣中的碳和氧化鋁中的氧互相作用生成鈣鋁合金和一氧化碳，即 3CaC2+2Al203=Ca3Al4+6C0。上述兩種方法均需要大型熔煉設(shè)備，生產(chǎn)批量大、資金投入多。 且生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，在高溫熔煉過(guò)程中由于鈣的沸點(diǎn)1492°C，而實(shí)際熔煉溫度超高1500°C， 因此鈣的揮發(fā)嚴(yán)重；同時(shí)，由于上述冶煉爐無(wú)法實(shí)現(xiàn)在惰性氣體保護(hù)下熔煉，鈣和鋁氧化嚴(yán)重，鈣和鋁尤其是鈣的收得率較低。而由于鋁和鈣的價(jià)格均較高，造成該生產(chǎn)方式成本較聞。申請(qǐng)?zhí)枮?01120390152.9的技術(shù)專利公開(kāi)了一種“實(shí)心金屬鋁鈣包芯線”。 其權(quán)利要求為“其特征在于所述實(shí)芯金屬鈣鋁包芯線由內(nèi)芯和光亮鋼帶包覆層組成，內(nèi)芯由表面帶有鈍化層的金屬鈣鋁或金屬鈣實(shí)心圓形芯線以及薄鋁層組成，所述薄鋁層包裹在表面帶有鈍化層的金屬鈣鋁或金屬鈣實(shí)心圓形芯線的外部，最外層是光亮鋼帶包覆層。”該技術(shù)特征為具有三層結(jié)構(gòu)的鈣鋁包芯線，方法是將鈣鋁包芯線進(jìn)行鈍化處理，提高了鈣鋁線的抗氧化能力，保證實(shí)心金屬鈣鋁包芯線在運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)期間不氧化，大幅度提高其存儲(chǔ)時(shí)間。但該專利采用的是先制備鈣鋁合金芯線，再用鐵皮包覆制成包芯線的工藝。其加溫?cái)D壓過(guò)程會(huì)造成鈣鋁合金制備過(guò)程中鋁和/或鈣的氧化或揮發(fā)損失從而導(dǎo)致鋁和/或鈣的收得率低、鈣鋁包芯線中鋁和/或鈣的成分不穩(wěn)定等問(wèn)題。《新型芯線合金的研制》一文分別采用還原法和合成法試制了鈣鋁合金，并通過(guò)X光衍射和差熱分析確定了合金的形態(tài)。該文只是研究鈣鋁合金的制備問(wèn)題，而未涉及包芯線的制備和生產(chǎn)。綜上可以看出，目前的鈣鋁包芯線生產(chǎn)方法主要是直接勾兌混合再包覆鐵皮得到 (即先混后包工藝)或混合后先冶煉成合金再包覆鐵皮得到(即先冶再成型再包覆工藝)。前者無(wú)法獲得成分均勻穩(wěn)定的鈣鋁合金。后者則未對(duì)鈣鋁進(jìn)行密封，無(wú)法避免鈣鋁合金在非密封保護(hù)氣氛條件下加熱時(shí)鈣鋁的氧化和揮發(fā)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)煉鋼領(lǐng)域用的包芯線的特性，提供一種先密封后冶煉成型的煉鋼脫氧用純鈣鋁合金包芯線的生產(chǎn)方法，該方法的采用先密封包覆再邊冶煉邊成型的生產(chǎn)工藝，可有效提高鋁和鈣的收得率，降低生產(chǎn)成本。本專利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括如下工藝步驟(1)鈣鋁合金生產(chǎn)原料配料、混勻工藝即將金屬鈣和鋁按任意比例進(jìn)行混合；(2)鈣鋁合金生產(chǎn)原料裝入模具及其密封工藝即在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將混合均勻的鈣鋁料置于模具中并進(jìn)行密封處理；(3)鈣鋁合金包芯線加熱同時(shí)擠壓成型工藝即在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將模具中的混合料進(jìn)行加熱并隨模具一起壓縮成直徑O. I 到30毫米的線材，隨后冷卻，待合金凝固后即制成用于煉鋼脫氧用的純鈣鋁合金包芯線。在步驟(I)中鈣鋁合金的原料鋁粉和鈣粉的優(yōu)選摩爾比為I 9 :1。在步驟(2)中承裝鈣鋁合金原料的模具為熔點(diǎn)高于金屬鋁、鈣的金屬，其可作為包芯線最終產(chǎn)品的外皮，煉鋼領(lǐng)域用于包芯線生產(chǎn)的純鈣鋁合金包芯線制備時(shí)，該模具的最佳材料是管壁厚度為O. 05 6毫米的圓鋼管，該裝料工藝為在裝料過(guò)程中向裝料體系內(nèi)通入不易與金屬鋁和鈣反應(yīng)的氣體，在此惰性氣體保護(hù)條件下將原料裝入到模具中，然后對(duì)模具進(jìn)行擠壓密封。在步驟(3)中鈣鋁混合料密封裝在模具中后，在保護(hù)性氣體保護(hù)下，對(duì)模具加熱到 100 1490°C之間同時(shí)擠壓模具，將其擠壓成直徑為O. I 30毫米的線材。采用本專利技術(shù)產(chǎn)生的積極效果1.本專利技術(shù)針對(duì)煉鋼領(lǐng)域包芯線有鈣鋁合金單位用量小、需特殊成型(定徑、細(xì)線)的特性，將鈣鋁合金的生產(chǎn)與制線工藝相結(jié)合，采用先密封包覆再邊冶煉邊成型工藝，即將金屬鈣和鋁的熔化冶煉過(guò)程置于特殊的密閉模具內(nèi)部進(jìn)行，既可使包芯線一次成型，又能最大限度地避免采用熔兌法生產(chǎn)鈣鋁合金時(shí)鈣鋁的氧化及鈣的揮發(fā)損失問(wèn)題，因而可大大簡(jiǎn)化用于包芯線的純鈣鋁合金的生產(chǎn)流程，并有效降低包芯線生產(chǎn)成本；2.以往鈣鋁包芯線中，芯線只是鈣粉與鋁粉的機(jī)械混合物，并未形成鈣和鋁的合金，因此鋁只起到稀釋鈣的濃度的作用，而并未起到降低鈣的蒸汽壓的作用。本專利技術(shù)最終制成的是鈣鋁以互溶形式形成的純合金，成分均勻、穩(wěn)定。只有形成以這種化合物為主的合金，才能有效降低鈣的蒸汽壓，從而提高鈣的回收率，減少喂線時(shí)鋼水噴濺的傾向，大大降低煉鋼成本。具體實(shí)施方式將金屬鋁和鈣原料按任意比例(優(yōu)選范圍是鋁粉和鈣粉的摩爾比為I 9 :1)進(jìn)行混合。原料混合均勻后，在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將混合料裝入模具中并進(jìn)行密封處理(該模具為熔點(diǎn)高于金屬鋁、鈣的金屬，其可作為包芯線最終產(chǎn)品的外皮，煉鋼領(lǐng)域用于包芯線生產(chǎn)的純鈣鋁合金包芯線制備時(shí)，它的最佳材料是管壁厚度為O. 05 6毫米的圓鋼管)，然后將模具加熱到100 1490°C之間同時(shí)擠壓模具，加熱同時(shí)對(duì)體系通入保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù)， 擠壓成直徑為O. I 30毫米的線材。隨后冷卻，待合金凝固后即制成用于煉鋼脫氧用的純鈣鋁合金包芯線。實(shí)施例I :將金屬鋁粉和鈣粉按摩爾百分比為I :1進(jìn)行混合。原料混合均勻后，在氬氣保護(hù)下，將混合料裝入并擠壓密封在一個(gè)管壁厚度為O. 05毫米的圓鋼管。然后對(duì)密封后的模具在一電阻爐中在100°C條件下進(jìn)行加熱，加熱同時(shí)對(duì)體系通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，防止鋁和鈣的氧化和揮發(fā)損失。在加熱的同時(shí)對(duì)模具進(jìn)行擠壓，制成直徑O. I毫米的包芯線材。 該純鈣鋁合金包芯線在A鋼廠100噸鋼包爐中喂線使用后，25爐的生產(chǎn)應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)果表明， 平均鈣收得率達(dá)到35%。與傳統(tǒng)包芯線相比，獲得了較好的應(yīng)用效果。實(shí)施例2 :將金屬鋁粉和鈣粉按摩爾百分比為I. 5 :1進(jìn)行混合。原料混合均勻后， 在氬氣保護(hù)下，將混合料裝入并擠壓密封在一個(gè)管壁厚度為6毫米的圓鋼管中。然后對(duì)密封后的模具在感應(yīng)爐中在1490°C條件下進(jìn)行加熱，加熱同時(shí)對(duì)體系通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，防止鋁和鈣的氧化和揮發(fā)損失。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制備煉鋼脫氧用鈣鋁合金包芯線的方法，其特征是：它包括如下步驟：（1）鈣鋁合金生產(chǎn)原料配料、混勻工藝即：將金屬鈣和鋁按任意比例進(jìn)行混合；（2）鈣鋁合金生產(chǎn)原料裝入模具及其密封工藝即：在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將混合均勻的鈣鋁料置于模具中并進(jìn)行密封處理；（3）鈣鋁合金包芯線加熱同時(shí)擠壓成型工藝即：在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將模具中的混合料進(jìn)行加熱并隨模具一起壓縮成直徑0.1到30毫米的線材，隨后冷卻，待合金凝固后即制成用于煉鋼脫氧用的純鈣鋁合金包芯線。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種制備煉鋼脫氧用鈣鋁合金包芯線的方法，其特征是它包括如下步驟(1)鈣鋁合金生產(chǎn)原料配料、混勻工藝即將金屬鈣和鋁按任意比例進(jìn)行混合；(2)鈣鋁合金生產(chǎn)原料裝入模具及其密封工藝即在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將混合均勻的鈣鋁料置于模具中并進(jìn)行密封處理；(3)鈣鋁合金包芯線加熱同時(shí)擠壓成型工藝即在保護(hù)性氣氛保護(hù)下，將模具中的混合料進(jìn)行加熱并隨模具一起壓縮成直徑O. I 到30毫米的線材，隨后冷卻，待合金凝固后即制成用于煉鋼脫氧用的純鈣鋁合金包芯線。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備煉鋼脫氧用鈣鋁合金包芯線的方法，其特征是在步驟 (O中鈣鋁合金的原料鋁粉和鈣粉的優(yōu)選摩爾比為I 9 :1。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯丹，裴彥雪，張慧書(shū)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：侯丹，裴彥雪，張慧書(shū)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：