CN102634640A - 低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线 - Google Patents

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张宇
李小宝
潘鑫
鲍丙辉
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Abstract

本发明公开了一种低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线，采用镍镁合金颗粒为内芯材料，外皮采用钢带为包皮材料；内芯镍镁合金颗粒的尺寸在0.5～2.0mm之间，镍镁合金的重量比在2～5∶1之间，外皮钢带的厚度在0.2～0.8mm之间，包芯线的直径在10～15mm之间。本发明的镍镁合金包芯线用于夹杂物改性，加入到钢水中，可得到体积密度较大、尺寸较小的氧化镁类复合氧化物粒子，从而间接提高钢材的焊接性能。对于桥梁、船舶、海洋平台等行业用钢，冶炼过程中添加该包芯线，可显著提高钢材的焊接性能。

Description

低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线
技术领域
本发明涉及一种低碳钢水终脱氧用包芯线，特别涉及一种低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线。
背景技术
含镁包芯线主要被用来对钢水进行球化、孕育处理及铁水的脱硫预处理；根据其芯剂结构可分为三类：1)以纯镁为芯剂的包芯线；2)金属镁+硅铁为芯剂的包芯线；3)多元复合高镁合金为芯剂的包芯线。
截止目前，还没有用于低碳钢水终脱氧的镁合金包芯线；终脱氧的目的是得到以氧化镁类复合氧化物粒子为核心的夹杂物，该类复合氧化物粒子高温稳定性好，从而能够大幅提高钢材的焊接热影响区的冲击性能。应用现有镁合金包芯线进行钢水终脱氧会带来以下几个问题：
1)较高的镁(30～70％)含量，不仅会导致包芯线与钢水反应剧烈、汽化和烧损严重等问题，使得镁的收得率很低；而且钢液表面和内部产生的镁蒸汽团，烟气等会破坏精炼阶段已经完成的钢水洁净度，给铸坯质量带来危害。
2)高硅(30～45％)含量或者多元复合芯剂材料，不仅会影响镁的脱氧，并形成大量非镁氧化物粒子的形成；而且破坏钢水纯净度，使钢水化学成分偏离目标，危害铸坯质量，同时也不利于钢种焊接性能的提高。
同样，应用铝镁合金包芯线则会得到氧化铝类而非氧化镁夹杂物，不利于焊接性能的提高。
因此，有必要开发一种专门用于低碳钢水终脱氧的镁合金包芯线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于低碳钢水终脱氧的镁合金包芯线，加入后钢水中的镁含量≥0.002％，镁氧化物粒子尺寸≤3μm，单位面积的氧化物粒子个数≥300个/mm2，有效提高了钢的焊接性能。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
(1)一种低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线，该包芯线由内芯和外皮构成，内芯为镍镁合金颗粒，外皮为钢带。
进一步地讲，镍镁合金颗粒尺寸为0.5～2.0mm，钢带厚度为0.2～0.8mm；宽度为55～75mm。
(2)内芯的镍镁合金重量比为2～5∶1。
(3)包芯线的直径在10～15mm。
加入前钢水中溶解氧的含量控制在30-90ppm之间，包芯线的加入速度控制在4～6米/秒，喂线时间为60～90秒。
同现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：1、由于芯剂材料为大尺寸的镍镁合金，大大提高了镁的收得率；2、采用该包芯线进行钢水脱氧，可得到大量致密分布的小尺寸的镁的氧化物粒子，从而能大幅提高钢材的焊接性能。
具体实施方式
实施例1：
采用镍镁合金颗粒为内芯材料，采用钢带为包皮材料；镍镁合金中两者的重量比为3∶1，颗粒尺寸为0.5～1.0mm，外皮钢带厚度为0.4mm，宽度为55mm，制成的包芯线的直径为11mm。
在180吨钢包中，喂入该包芯线，用于夹杂物改性，喂线速度为6米/秒，喂线时间为70秒，钢水液面反映平稳，未出现翻腾、喷溅等现象。
经检验，钢中固溶金属镁达0.0031％，夹杂物为以氧化镁为主的复合氧化物粒子，其尺寸≤2μm，单位面积(mm2)的夹杂物个数为396个。
实施例2：
采用镍镁合金颗粒为内芯材料，采用钢带为包皮材料；镍镁合金中两者的重量比为4∶1，颗粒尺寸为0.7～1.2mm，外皮钢带厚度为0.4mm，宽度为60mm，制成的包芯线的直径为12mm。
在180吨钢包中，喂入该包芯线，用于夹杂物改性，喂线速度为5.5米/秒，喂线时间为60秒，钢水液面反映平稳，未出现翻腾、喷溅等现象。
经检验，钢中固溶金属镁达0.0037％，夹杂物为以氧化镁为主的复合氧化物粒子，其尺寸≤2.5μm，单位面积(mm2)的夹杂物个数为428个。
实施例3：
采用镍镁合金颗粒为内芯材料，采用钢带为包皮材料；镍镁合金中两者的重量比为4.5∶1，颗粒尺寸为0.9～2.0mm，外皮钢带厚度为0.6mm，宽度为75mm，制成的包芯线的直径为14mm。
在180吨钢包中，喂入该包芯线，用于夹杂物改性，喂线速度为6米/秒，喂线时间为66秒，钢水液面反映平稳，未出现翻腾、喷溅等现象。
经检验，钢中固溶金属镁达0.0029％，夹杂物为以氧化镁为主的复合氧化物粒子，其尺寸≤3μm，单位面积(mm2)的夹杂物个数为458个。
实施例4：
采用镍镁合金颗粒为内芯材料，采用钢带为包皮材料；镍镁合金中两者的重量比为4.5∶1，颗粒尺寸为1.2～2.0mm，外皮钢带厚度为0.4mm，宽度为75mm，制成的包芯线的直径为14mm。
在180吨钢包中，喂入该包芯线，用于夹杂物改性，喂线速度为5.5米/秒，喂线时间为70秒，钢水液面反映平稳，未出现翻腾、喷溅等现象。
经检验，钢中固溶金属镁达0.0026％，夹杂物为以氧化镁为主的复合氧化物粒子，其尺寸≤1.5μm，单位面积(mm2)的夹杂物个数为448个。
实施例5：
采用镍镁合金颗粒为内芯材料，采用钢带为包皮材料；镍镁合金中两者的重量比为5∶1，颗粒尺寸为0.8～2.0mm，外皮钢带厚度为0.6mm，宽度为75mm，制成的包芯线的直径为15mm。
在180吨钢包中，喂入该包芯线，用于夹杂物改性，喂线速度为4.8米/秒，喂线时间为70秒，钢水液面反映平稳，未出现翻腾、喷溅等现象。
经检验，钢中固溶金属镁达0.0035％，夹杂物为以氧化镁为主的复合氧化物粒子，其尺寸≤1.9μm，单位面积(mm2)的夹杂物个数为415个。

Claims (4)

1.一种低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线，该包芯线由内芯和外皮构成，内芯为镍镁合金颗粒，外皮为钢带。
2.根据权利要求1所述的低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线，其特征在于：镍镁合金颗粒尺寸为0.5～2.0mm，钢带厚度为0.2～0.8mm，宽度为55～75mm。
3.根据权利要求1所述的低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线，其特征在于：内芯的镍镁合金重量比为2～5∶1。
4.根据权利要求1所述的低碳钢水终脱氧用镍镁合金包芯线，其特征在于：该包芯线的直径在10～15mm。
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