CN103966396B - 复合氮合金包芯线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

<b>本发明提供一种复合氮合金包芯线及其制备方法，属于钢水精炼技术领域。该包芯线由内芯材料和包覆层组成，内芯材料是由钒铁、氮化钒铁、氮化钒、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化钛铁、硼铁、氮化硼铁、铌铁以及氮化铌铁中的三种以上混合而成，内芯材料中至少包括二种以上的氮化物或氮化合金；包覆层是光亮钢带。该包芯线的制备方法是：首先制备内芯材料，按要求的氮含量、合金元素含量以及目标钢种的种类进行配料，然后进行磨粉、混匀以及造粒制成内芯材料，然后用光亮钢带将内芯材料包覆成圆形的包芯线。本发明提供的包芯线能够提高合金化元素强化效果以及优化微合金化工艺，达到稳定目标钢种性能以及降低成本的目的。</b>

Description

复合氮合金包芯线及其制备方法

技术领域

本发明属于钢水精炼技术领域，具体涉及一种复合氮合金包芯线及其制备方法。

背景技术

冶金行业生产高强度抗震钢以及耐磨、耐蚀钢，往往通过微合金化技术路径，微合金化常用元素有：V、Nb、Ti、B、Si、Mn、N。这些元素的不同含量、不同组成以及不同的微合金化方式，均给目标钢种的相关性能带来不同的影响。目前微合金化存在的主要技术问题是：合金元素单一、微合金化强化效果不充分、工艺状态可控性差，目标钢种性能不稳定，综合成本高。

发明内容

本发明针对目前钢水微合金化存在的技术问题，提供一种复合氮合金包芯线，以改变元素单一从而提高合金化元素强化效果以及优化微合金化工艺，达到稳定目标钢种性能以及降低成本的目的。

本发明所提供的复合氮合金包芯线由内芯材料和包覆层组成，所述内芯材料是由钒铁、氮化钒铁、氮化钒、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化钛铁、硼铁、氮化硼铁、铌铁以及氮化铌铁中的三种以上混合而成，所述内芯材料中至少包括二种以上的氮化物或氮化合金；所述包覆层是光亮钢带。

本发明所提供的复合氮合金包芯线的制备方法具体步骤如下：

(1)制备内芯材料：

在钒铁、氮化钒铁、氮化钒、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化钛铁、硼铁、氮化硼铁、铌铁以及氮化铌铁中选择三种以上，按要求的氮含量、合金元素含量以及目标钢种的种类进行配料；将所选择的材料，分别破碎成0.1～0.35mm颗粒，然后进行磨粉、混匀以及造粒制备成所述内芯材料。

(2)制备包芯线：

用光亮钢带将所述步骤(1)制备的内芯材料包覆成圆形的包芯线，所述包芯线的直径为φ8～26毫米。

本发明提供的包芯线在用于冶炼HRB500钢种，所述包芯线内芯材料中氮质量含量的优选范围为0.015％～0.03％。

本发明提供的包芯线可以在较宽的范围合理调整氮与合金化元素的比值，以钒合金为例，如冶炼HRB500E钢种，所述包芯线内芯材料中质量比优选V/N＝2.0～3.7。

本发明具有以下技术特点：

1、针对目标钢种，氮和多种合金元素同时存在，可以有效提高微合金化对钢的析出强化，细化晶粒的综合效果。

2、可以较为准确地控制钢中总含氮量，例如：HRB500钢种，氮质量含量的适宜范围为0.015％～0.03％。

3、可以在较宽的范围合理调整氮与合金化元素的比值，以钒合金为例，如HRB500E钢种，V/N＝2.0～3.7为宜。

4、可以同时添加特定作用的微量合金元素，达到特定的目的。例如：添加硼元素通过抑制钢中奥氏体晶界上形核的延迟转变，而提高钢的淬适性和升高了珠光体转变温度。

5、用复合氮合金包芯线进行钢水微合金化与以前的钢水微合金化工艺相比，工艺过程稳定，可控性好。在达到同等功效的前提下，可以大幅度降低成本，吨钢成本可以降低27元～51元。

具体实施方式

实施例1：某钢厂转炉公称容量为300吨，出钢量为290～310吨，使用本发明的复合氮合金包芯线，目标钢种HRB500E。其包芯线内芯材料为：氮化钒、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化硼铁。成分质量含量为N：28.6％，V:33.5％,B:2.8％，Si：16.9％，Mn：4.7％，Fe：12.2％，C：0.5％，其余成分为少量S、P、Ca、Mg等。包芯线线径为φ26。用双道喂线机直接将该包芯线喂入钢包钢水中，喂线速度120～150m/min，喂线用量2.1～2.8m/ts，成品钢主要成分的质量含量为：C：0.20～0.24％，Si：0.48～0.62％，Mn：1.33～1.57％，P：0.022～0.029％，S：0.017～0.023％，Als：0.003～0.010％，，V：0.040～0.069％，N：0.019～0.032％，B：0.001～0.002％。钢材主要性能，σs：550～620MPa，σb:680～730MPa,△S:19～25％，其处理成本与原工艺成本相比吨钢可降低42元。

实施例2：某钢厂转炉公称容量为180吨，出钢量为170～185吨，使用本发明的复合氮合金包芯线，目标钢种HRB500。其包芯线内芯材料为：钒铁、氮化硅铁、氮化铌铁、硼铁。成分质量含量为N：23.5％，V:27.8％,Nb：2.9％，B:2.4％，Si：27.2％，Al：0.8％，Fe：13.7％，C：0.7％，其余成分为少量S、P、Ca、Mg等。包芯线线径为φ16。用通用喂线机直接将该包芯线喂入钢包钢水中，喂线速度100～140m/min，喂线用量2.7～3.2m/ts，成品钢主要成分的质量含量为：含量为C：0.21～0.23％，Si：0.45～0.67％，Mn：1.30～1.56％，P：0.023～0.027％，S：0.016～0.025％，V：0.035～0.058％，Nb:0.003～0.005％，B：0.001～0.002％，N：0.017～0.029％。

钢材主要性能，σb：530～570MPa，σs:640～690MPa,△S:16～19％，其处理成本与原工艺成本相比可降低51元。

实施例3：某钢厂电炉公称容量为60吨，出钢量为65～75吨，使用本发明的复合氮合金包芯线，目标钢种HRB400。其包芯线内芯材料为：氮化钒铁、氮化硅锰、氮化钛铁、铌铁。成分质量含量为N：11.9％，V:26.3％,Nb:2.5％，Si：26.8％，Mn：9.2％，Fe：13.5％，Ti：7.7％，Al：0.6％，C：0.4％。其余成分为少量S、P、Ca、Mg等。包芯线线径为φ8。用通用喂线机直接将该包芯线喂入钢包钢水中，喂线速度80～110m/min，喂线用量3.7～4.0m/ts，成品钢主要成分的质量含量为：C：0.20～0.23％，Si：0.46～0.58％，Mn：1.30～1.52％，P：0.020～0.027％，S：0.015～0.020％，V：0.032～0.051％，N:0.012～0.017％，Ti:0.01～0.03％,Nb：0.001％。钢材主要性能，σb：460～490MPa,σs:580～630MPa,△S:27～26％，其处理成本与原工艺成本相比吨钢可降低27元。

Claims (2)

1.复合氮合金包芯线，其特征在于所述包芯线由内芯材料和包覆层组成，所述内芯材料是由钒铁、氮化钒铁、氮化钒、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化钛铁、硼铁、氮化硼铁、铌铁以及氮化铌铁中的三种以上材料混合而成，所述内芯材料中至少包括二种以上的氮化物或氮化合金；所述包覆层是光亮钢带，所述内芯材料中氮的质量含量为11.9％、23.5％或28.6％。

2.权利要求1所述复合氮合金包芯线的制备方法，其特征在于该制备方法具体步骤如下：

(1)制备内芯材料：

在钒铁、氮化钒铁、氮化钒、氮化硅铁、氮化硅锰、氮化钛铁、硼铁、氮化硼铁、铌铁以及氮化铌铁中选择三种以上，按要求的氮含量、合金元素含量以及目标钢种的种类进行配料；将所选择的材料，分别破碎成0.1～0.35mm颗粒，然后进行磨粉、混匀以及造粒制备成所述内芯材料；

(2)制备包芯线：

用光亮钢带将所述步骤(1)制备的内芯材料包覆成圆形的包芯线，所述包芯线的直径为φ8～26毫米。