專利名稱：用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線及方法
技術領域：
本發明涉及一種用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線以及用于實現鋼液釩、氮合金化的方法。
背景技術：
氮化釩合金是一種新型合金添加劑，可以替代釩鐵用于微合金化鋼的生產。氮化釩合金添加于鋼中能提高鋼的強度、韌性、延展性及抗熱疲勞性等綜合機械性能，并使鋼具有良好的可焊性。在達到相同強度下，添加氮化釩節約釩加入量30 40%，進而降低了成本。氮化釩合金可用于結構鋼，工具鋼，管道鋼，鋼筋及鑄鐵中。氮化釩合金應用于高強度低合金鋼中可同時進行有效的釩、氮微合金化，促進鋼中碳、釩、氮化合物的析出，更有效的發揮沉降強化和細化晶粒作用。由于直接將氮化釩合金以塊狀形態加入鋼液中的回收率較低，因此現有技術中主要是通過向鋼液中喂入包芯線的方法實現鋼液釩、氮合金化。該方法是把塊狀或球狀氮化釩合金用物理方法破碎，再用鐵皮或鋼皮包制成包芯線，氮化釩合金形成包芯線的芯層，鐵皮或鋼皮形成包芯線的外皮；然后將上述包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液中，使鋼液釩、氮合金化。該種方法釩、氮合金元素回收率較高，釩回收率在88 95%，氮回收率在70 90%。但該種方法存在以下不足由于鋼液表面的鋼渣較厚且具有一定的硬度，使得包芯線較難穿過鋼渣喂入鋼液中，而且，包芯線與鋼渣接觸時間過長，會使包芯線過早熔化，不利于釩回收率和氮回收率的提高，也會使釩回收率和氮回收率的波動幅度較大，影響產品質量的穩定性。另外，中國專利200610020447.0公開了一種用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，該包芯線包括鋼制外皮和由氮化釩合金制成的芯層。該包芯線在實際使用時，會出現上述問題，也就是不容易穿過鋼渣喂入鋼液中。
發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種便于喂入鋼液的用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金，所述芯層還含有螢石。進一步的是所述芯層的氮化釩合金和螢石都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于 5mm ο進一步的是所述芯層還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，螢石和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金70 % 95 %，螢石5 % 15 %，鐵合金添加物 0 25%，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合
^^ ο進一步的是所述芯層的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
本發明還提供了一種用于實現鋼液釩、氮合金化的方法，該方法便于將包芯線喂入鋼液內。該方法包括以下步驟A、制造包芯線，包括制造包芯線的芯層以及將芯層通過外皮包裹形成包芯線，其中，所述包芯線的芯層含有氮化釩合金以及螢石；B、將步驟A制成的包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液。進一步的是所述步驟A中的芯層的氮化釩合金和螢石都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。進一步的是所述步驟A中的芯層還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，螢石和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金70% 95(%，螢石5(% 15%，鐵合金添加物0 25%，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。進一步的是所述芯層的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。進一步的是所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液，一邊對鋼包進行搖晃。進一步的是所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液，一邊對包芯線與鋼液接觸區域噴吹惰性氣體。本發明的有益效果是通過在芯層內加入螢石，可降低鋼渣的熔點，改善鋼渣的流動性，鋼渣流動性較好可便于將包芯線喂入鋼液內，減少包芯線在鋼渣層的損耗，有利于提高釩回收率和氮回收率，也可防止包芯線在喂入鋼液過程中的卡線和斷線。
圖1為包芯線的示意圖。圖中標記為1-外皮，2-芯層。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進一步說明。如圖1所示，本發明的用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層2，所述芯層 2含有氮化釩合金，所述芯層2還含有螢石。通過在芯層內加入螢石，可降低鋼渣的熔點，改善鋼渣的流動性，鋼渣流動性較好可便于將包芯線喂入鋼液內，減少包芯線在鋼渣層的損耗，有利于提高釩回收率和氮回收率，由于鋼渣流動性得到改善，因此可防止包芯線在喂入過程中發生卡線和斷線。為了便于氮化釩合金快速熔入鋼液內，也為了便于螢石快速與鋼渣反應，所述芯層的氮化釩合金和螢石都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。為了在便于氮化釩合金加入的同時，還便于將其它合金元素加入鋼液，上述包芯線的芯層2中還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，螢石和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金70% 95%，螢石5% 15%，鐵合金添加物0 25 %，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。上述鐵合金添加物的重量百分比為0 25%，也就是說，鐵合金添加物的含量可為零。包芯線采用上述配比方式，一方面可通過螢石的加入，便于包芯線穿過鋼渣喂入鋼液，另一方面可保證氮化釩合金的喂入效率較高，如果螢石含量過高，則氮化釩合金的含量相應較低，會使氮化釩合金的喂入效率較低，因此氮化釩合金與螢石的含量應控制在一個合理的配比范圍內。此外， 當包芯線中不含有鐵合金添加物時，也就是只含有氮化釩合金與螢石，則氮化釩合金與螢石按重量百分比可以為氮化釩合金85% 95%，螢石5% 15%。為了便于將上述鐵合金添加物熔入鋼液內，也便于包芯線的芯層2的制作，所述芯層2的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。本發明的用于實現鋼液釩、氮合金化的方法包括以下步驟A、制造包芯線，包括制造包芯線的芯層2以及將芯層通過外皮1包裹形成包芯線， 其中，所述包芯線的芯層2含有氮化釩合金以及螢石；B、將步驟A制成的包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液。采用上述方法，在將包芯線喂入鋼液中時，如果鋼液表層的鋼渣流動性較好，則包芯線可順利喂入鋼液內；如果鋼液表層的鋼渣較厚，流動性較差，包芯線也可順利喂入鋼液內，這是由于包芯線的芯層內含有的螢石增加了鋼渣的流動性，降低了包芯線喂入時遇到的阻力。而且，在包芯線持續喂入鋼液的過程中，包芯線的芯層內的螢石可持續與鋼渣反應，保證整個喂入過程中，鋼渣的流動性都較好。另外，包芯線加工過程中，氮化釩合金可以與螢石均勻混合形成芯層，然后通過鋼皮或鐵皮包裹芯層形成包芯線；還可以為螢石作為外層，氮化釩合金作為內層，采用螢石包裹氮化釩合金的形式制成芯層，然后在螢石層外包裹由鋼皮或鐵皮制成的外皮，形成包芯線。上述方法中，為了便于氮化釩合金快速熔入鋼液內，也為了便于螢石快速與鋼渣反應，所述步驟A中的芯層2的氮化釩合金和螢石都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。上述方法中，為了在便于氮化釩合金加入的同時，還便于將其它合金元素加入鋼液，所述步驟A中的芯層2還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，螢石和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金70% 95(%，螢石5(% 15%，鐵合金添加物0 25 %，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。 在上述基礎上，為了便于將上述鐵合金添加物熔入鋼液內，也便于包芯線芯層的制作，所述芯層的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。此外，上述氮化釩合金、鐵合金添加物、螢石可均勻混合制成包芯線的芯層，然后通過鋼皮或鐵皮包裹芯層，形成包芯線； 也可為氮化釩合金與鐵合金添加物均勻混合制成芯層的內層，螢石作為芯層的外層，然后在螢石層外包裹由鋼皮或鐵皮制成的外皮，形成包芯線。為了進一步的提高鋼渣的流動性，有利于包芯線快速喂入鋼液內，所述步驟B中， 一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液，一邊對鋼包進行搖晃。如果包芯線的芯層中不含有螢石，單純搖晃鋼包，雖然也可提高鋼渣的流動性，但效果不明顯；通過螢石與鋼渣的作用以及對鋼包的搖晃，則鋼渣的流動性得到十分明顯的改善，便于喂入包芯線，有利于防止包芯線發生卡線和斷線。另外，為了進一步便于將包芯線喂入鋼液內，所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液，一邊對包芯線與鋼液接觸區域噴吹惰性氣體。通過向包芯線與鋼液接觸區域噴吹惰性氣體，一方面可提高該區域內的鋼渣的流動性，另一方面可防止該區域以外的鋼渣朝該區域流動匯集，尤其是在對鋼包搖晃過程中，其它區域的鋼渣有可能朝包芯線附近流動，通過向包芯線附近噴吹惰性氣體，可有效保證包芯線的快速喂入，并可防止包芯線發生卡線或斷線。實施例一用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層由氮化釩合金和螢石組成，上述氮化釩合金與螢石的重量配比為氮化釩合金85%，螢石15%，氮化釩合金與螢石都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為 12mm。實施例二 用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層由氮化釩合金和螢石組成，上述氮化釩合金與螢石的重量配比為氮化釩合金95%，螢石5%，氮化釩合金與螢石都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為 12mm。實施例三用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、螢石和釩鐵合金，上述氮化釩合金與螢石和釩鐵合金的重量配比為氮化釩合金90%，螢石 5%，釩鐵合金5%。氮化釩合金、螢石和釩鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為13mm。實施例四用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、螢石和鈦鐵合金，上述氮化釩合金與螢石和鈦鐵合金的重量配比為氮化釩合金90%，螢石 5%，鈦鐵合金5%。氮化釩合金、螢石和鈦鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為13mm。實施例五用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、螢石和鈮鐵合金，上述氮化釩合金與螢石和鈮鐵合金的重量配比為氮化釩合金90%，螢石 5%，鈮鐵合金5%。氮化釩合金、螢石和鈮鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為13mm。實施例六用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、螢石、 鈮鐵合金和鈦鐵合金，上述氮化釩合金、螢石、鈮鐵合金和鈦鐵合金的重量配比為氮化釩合金80%，螢石10%，鈮鐵合金5%，鈦鐵合金5%。氮化釩合金、螢石、鈮鐵合金和鈦鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為 13mm。實施例七用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、螢石、 鈮鐵合金和釩鐵合金，上述氮化釩合金、螢石、鈮鐵合金和釩鐵合金的重量配比為氮化釩合金75%，螢石10%，鈮鐵合金5%，釩鐵合金10%。氮化釩合金、螢石、鈮鐵合金和釩鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為13mm。
實施例八用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、螢石、 鈦鐵合金和釩鐵合金，上述氮化釩合金、螢石、鈦鐵合金和釩鐵合金的重量配比為氮化釩合金75%，螢石10%，鈦鐵合金5%，釩鐵合金10%。氮化釩合金、螢石、鈦鐵合金和釩鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為13mm。實施例九用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層，所述芯層含有氮化釩合金、螢石、鈦鐵合金、釩鐵合金和鈮鐵合金，上述氮化釩合金、螢石、鈦鐵合金、釩鐵合金和鈮鐵合金的重量配比為氮化釩合金70%，螢石5%，鈦鐵合金5%，釩鐵合金10%，鈮鐵合金 10%。氮化釩合金、螢石、鈦鐵合金、釩鐵合金和鈮鐵合金都為粉料，粒徑為3mm以下，芯層外部包裹有冷軋帶鋼制成的外皮，整個包芯線的外徑為13mm。
權利要求
1.用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，包括芯層O)，所述芯層(2)含有氮化釩合金， 其特征是所述芯層(2)還含有螢石。
2.如權利要求1所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，其特征是所述芯層(2) 的氮化釩合金和螢石都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
3.如權利要求1或2所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，其特征是所述芯層 (2)還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，螢石和鐵合金添加物的含量按重量百分比為 氮化釩合金70% 95%，螢石5% 15%，鐵合金添加物0 25%，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。
4.如權利要求3所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線，其特征是所述芯層(2) 的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
5.用于實現鋼液釩、氮合金化的方法，其特征是包括以下步驟A、制造包芯線，包括制造包芯線的芯層O)以及將芯層(2)通過外皮⑴包裹形成包芯線，其中，所述包芯線的芯層(2)含有氮化釩合金以及螢石；B、將步驟A制成的包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液。
6.如權利要求5所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的方法，其特征是所述步驟A中的芯層O)的氮化釩合金和螢石都為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
7.如權利要求5所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的方法，其特征是所述步驟A中的芯層( 還含有鐵合金添加物，所述氮化釩合金，螢石和鐵合金添加物的含量按重量百分比為氮化釩合金70% 95%，螢石5 0Z0 15%，鐵合金添加物0 25%，其中，所述鐵合金添加物為以下合金中的至少一種鈦鐵合金，鈮鐵合金，釩鐵合金。
8.如權利要求5所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的方法，其特征是所述芯層(2)的鐵合金添加物為粉料，所述粉料的粒徑小于等于5mm。
9.如權利要求5所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的方法，其特征是所述步驟B中， 一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液，一邊對鋼包進行搖晃。
10.如權利要求5至9中任意一項所述的用于實現鋼液釩、氮合金化的方法，其特征是 所述步驟B中，一邊將包芯線通過喂線裝置喂入鋼包內的鋼液，一邊對包芯線與鋼液接觸區域噴吹惰性氣體。
全文摘要
本發明公開了一種用于實現鋼液釩、氮合金化的包芯線及方法，可便于包芯線喂入鋼液，防止卡線和斷線的發生，也有利于提高氮和釩的回收率。該包芯線包括芯層和外皮，芯層含有氮化釩合金和螢石。該方法主要是在包芯線的芯層內添加螢石，再將包芯線喂入鋼液。通過在芯層內加入螢石，可降低鋼渣的熔點，改善鋼渣的流動性，鋼渣流動性較好可便于將包芯線喂入鋼液內，減少包芯線在鋼渣層的損耗，有利于提高釩回收率和氮回收率，也可防止包芯線在喂入鋼液過程中的卡線和斷線。
文檔編號C22C33/06GK102212737SQ201110121060
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者劉明, 吳仕富, 張國才, 楊杰, 柏萬春, 鄧通武 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司