CN105821281B - 一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线及其制作方法，属于直接炼钢合金化工艺技术领域。本发明的包芯线，其芯粉以金属氧化物与碱土金属碳酸盐干压成球后经过高温煅烧形成的稳定性好的金属盐类颗粒为主。本发明的包芯线的制作方法，其步骤为：将重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类分别进行粉碎至合适粒度，然后加结合剂混合成球并进行煅烧，将煅烧得到的金属盐进行破碎并筛分分级；将得到的金属盐颗粒与还原剂按质量比例搅拌均匀后，采用包芯线外皮进行包覆，即得本发明的包芯线。使用本发明的方法制作的包芯线对钢水进行合金化，可显著提高金属的收得率，并保证其收得率的稳定性。

Description

一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线及其制作方法

技术领域

本发明属于直接炼钢合金化工艺技术领域，更具体地说，涉及一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线及其制作方法。

背景技术

现代工业和科学技术的迅速发展对金属材料的使用性能和经济性提出了越来越高的要求。其中，钢铁产品中的合金钢就是为了进一步改善和提高钢的性能，在冶炼时有目的地在碳钢基础上加入某些特殊元素，使之具备各种特殊性能的钢种。合金钢目前已被广泛用于我国国防及现代化建设中，是一种重要的材料基石。

目前，主要合金元素通常是在炼钢过程中以铁合金或金属单质的形式加入钢液，而硅铁、镍铁、钒铁、金属锰等铁合金是通过将金属矿物、废钢、铁矿石、造渣料、还原剂等在高炉、电炉、矿热炉等设备中在高温下进行冶炼而成的，铁合金在冶炼过程中能耗较高，且会产生大量废气、废渣，金属收得率低，不仅资源浪费大，而且对环境污染严重，不符合现代工业的发展要求。今后，铁合金生产行业将会在国家实施综合治理和限制生产的前提下逐渐进行淘汰。因此，开发不使用铁合金或少用铁合金的合金钢冶炼工艺对于21世纪合金消耗量大的炼钢工业就具有重大的战略意义。

近年来，国、内外开展的矿物直接合金化炼钢工艺，就是实现在炼钢过程中直接将矿物加入到钢液中，使利用还原反应生成的合金元素进入钢液而达到合金化目的的一种节能、环保、低成本炼钢的新工艺，也是今后现代炼钢工业发展的一个方向。

与传统合金钢冶炼工艺相比，矿物直接合金化炼钢具有以下特点：(1)利用矿物直接合金化冶炼合金钢工艺，可省去冶炼铁合金的流程，从而简化炼钢流程；(2)传统合金钢冶炼工艺中合金化使用的合金，必须首先经过铁合金冶炼过程，且炼钢时又经过重新加热、熔化进入钢液，从而造成能源的重复消耗，而矿物直接合金化炼钢技术则可显著降低能源消耗；(3)钨、钼等熔点较高的合金，在高温熔化过程中，会因挥发造成大量损耗，传统合金钢冶炼工艺中从合金冶炼到炼钢过程合金的使用，合金元素收得率只有85-90％。而矿物直接合金化炼钢，合金元素收得率可提高到95％，大大提高了资源利用率，减少了资源浪费；(4)采用矿物直接合金化炼钢可有效避免合金冶炼过程中消耗大量能源、矿石、熔剂、焦炭等还原剂，并减少废气、烟尘、废渣等对环境的污染；(5)国外研究资料表明，矿物直接合金化炼钢可降低炼钢合金成本5-25元/t，经济效益较显著。

为了有效解决合金冶炼过程带来的耗能较高，冶炼金属收得率低，资源浪费大、产生的废渣和废气污染环境大等问题，目前，国外炼钢发达工业国家已普遍采用矿物直接合金化技术来生产合金钢和特种钢，矿物直接合金化炼钢技术也成为近年来国外现代炼钢工业高效、低耗、低成本和洁净环保炼钢的发展方向。

目前欧洲发达国家、澳大利亚及日本等国通常是采用将金属氧化物与其它合金压球直接从转炉、电炉加入，或在出钢时加入钢包内，利用电炉冶炼过程的还原气氛，转炉碳-氧反应及钢包炉的还原气氛来还原金属的直接合金化炼钢工艺。从九十年代，国内一些大专院校和科研机构也有从事类似研究的报道和专利成果文献资料的公开。如，中国专利申请号为：03146211.1，申请日为：2003年07月04日的发明专利公开了一种锰氧化物直接合金化炼钢工艺，该申请案即是将锰氧化物配加还原剂、发热剂、催化剂等，然后混匀并通过粘结剂配制成锰合金球团，在电炉或转炉出钢过程中将锰合金球团分批加入到钢水中，利用钢水高温将锰从锰氧化物中直接熔融还原成金属锰而对钢水进行直接合金化。

但金属氧化物采用以上方式进行直接合金化炼钢时，操作方式不稳定、钢水氧化性变化、渣量大小、炉渣碱度高低、钢水温度变化及一些金属氧化物沸点较低，易挥发等不确定因素均对金属收得率的影响较大。如，在精炼过程中加入金属氧化物球团，由于受钢包搅拌和顶渣的各种影响，加入的金属氧化物不能充分与钢水接触，从而导致金属的收得率相对较低，且金属氧化物球团需要一定的时间进行熔化，精炼时间较长，给精炼生产调度带来难度。又如，当需要直接合金化炼钢所用金属氧化物的沸点较低时，其在高温下挥发较严重，从而导致金属的收得率较低且不稳定。国内外研究及工业化试验成果表明，采用金属氧化物直接合金化炼钢工艺或方法，金属收得率波动在80-96％之间。因此，给实际生产和钢种成份控制稳定性带来了较大的难度，很难形成一种成熟的工艺应用于实际生产。同时，金属收得率的不稳定，也使得金属氧化物消耗增加，生产成本也会增加。因此，如何提高直接合金化炼钢时金属元素的收得率，并保证金属收得率的稳定性是矿物直接合金化炼钢技术发展亟需解决的问题，也是困扰了国内外研究者较长时间的问题。

为了解决以上问题，现已有研究采用将金属氧化物与CaO混合压球直接加入到钢水中，但由于CaO易水化，在氧化钼或氧化钒等金属氧化物中添加CaO没有合适的粘结剂使其成型，因此粉料加入钢包过程扬尘损失较大，作业环境恶劣，CaO抑制金属氧化物汽化挥发的效果无法得到充分发挥。经检索，中国专利申请号为201510296050.3的发明专利公开了一种提高铬矿直接合金化钢水铬收得率的方法，该申请案是把铬矿、石灰石、无烟煤或焦炭、硅铁制成粉料，按一定比例加入水玻璃成为混合料，并做成包芯线，在炼钢的精炼工序中喂入到钢水中，从而还原出铬。该申请案通过以包芯线喂线的方式对钢水进行合金化处理，在一定程度上可保证混合料在高温钢水下迅速反应，促进反应的平衡和粉剂与钢水的接触面积，有助于提高铬的回收率。但该申请案是将铬矿、石灰石和还原剂进行简单物理混合后制成包芯线的，因铬氧化物熔点高，氧化物中含有大量对钢水有害的杂质成份，在钢水温度下还原速度较慢，且直接还原所需的能量高，消耗的还原剂数量大，还原过程中，铬氧化物中含有的大量对钢水有害的杂质成份也会直接进入钢水中，使钢水二次污染，影响钢质；同时还原出来的金属铬因活泼性较高，受钢水氧化性变化、渣量大小、炉渣碱度高低、钢水温度变化等因素的影响，易再次氧化形成氧化铬杂质，从而导致铬的收得率波动较大。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有常用矿物直接合金化炼钢技术存在金属收得率相对较低且不稳定，从而影响所得钢铁产品的质量，使金属氧化物的消耗增加，生产成本也随之增加的不足，提供了一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线及其制作方法。使用本发明的方法制作的包芯线，能够提高合金化炼钢时金属元素的收得率，保证金属元素收得率的稳定性，并提高了钢水的纯净度，降低了生产成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

其一，本发明的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，包括外皮和芯粉，所述的芯粉由重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合煅烧形成的金属盐与还原剂混合而成。

更进一步地，所述的重金属氧化物选用氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化镍和氧化铌粉末中的一种或一种以上的组合；所述的碱土金属碳酸盐类选用碳酸钙或碳酸钡，且重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合比例为70-90％：10-30％。

更进一步地，所述的还原剂为Al粉、Si粉和C粉中的两种或两种以上的组合，且金属盐颗粒与还原剂的混合比例为55-70％：30-45％。

更进一步地，所述重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合煅烧的温度为1100-1350℃，煅烧时间为2-4h。

其二，一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其步骤为：

a、根据冶炼钢种需要，选用合适的重金属氧化物进行粉碎并混合均匀；

b、将碱土金属碳酸盐类进行粉碎至合适粒度；

c、将粉碎后的重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合成球并进行煅烧，将煅烧得到的金属盐进行破碎并筛分分级；

d、将还原剂破碎后按质量比例进行混合，然后将得到的金属盐颗粒与还原剂按质量比例搅拌均匀后，采用包芯线外皮进行包覆，即得本发明的包芯线。

更进一步地，步骤a中重金属氧化物粉碎后的粒度为180-200目，步骤b中碱土金属碳酸盐类粉碎后的粒度≥200目，步骤d中还原剂破碎后的粒度≦2mm。

更进一步地，步骤c中的结合剂选用有机结合剂，且结合剂的加入量为重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类总重的1-5％。

更进一步地，所述的结合剂选用淀粉或木质纤维素。

更进一步地，步骤c中金属盐破碎筛分后的粒度为0-3mm，其中粒度为0-1mm的占5-10％，粒度为1-2mm的占80-90％，粒度为2-3mm的占5-10％。

更进一步地，所述包芯线的外皮采用低碳钢带，外皮的厚度为0.34-0.45mm，且包芯线的直径为9-13mm，芯粉重量≧250g/m，芯线总重量≧400g/m。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，其芯粉由钢水合金化用重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合煅烧形成的金属盐与还原剂混合而成，通过将钢水合金化用重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合后进行煅烧，能够形成高温(1550℃以上)下稳定性较好的金属盐类(CaO或BaO·RxOy)。合金化过程中金属盐类在钢水中二次分解，随着金属盐类边分解，重金属氧化物就边释放、边还原，可以有效避免将重金属氧化物直接加入到钢水中时汽化挥发损耗较严重的现象，使金属最大可能被还原出来，从而使金属还原收得率得到明显提高，使其不受金属沸点高低的影响，且大大提高了重金属氧化物在钢水中的稳定性，使钢水中金属还原的收得率及其收得率的稳定性得到了有效保证，进而降低了直接炼钢合金化的成本，对直接炼钢合金化技术的发展具有重要意义。同时，碱土金属碳酸盐在高温煅烧时分解产生的CO₂气体使金属盐类煅烧物表面呈现蜂窝状或多气孔，从而有利于钢水或还原气体渗透，促使金属盐类加速熔解和还原反应的进行。

(2)本发明的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，通过将重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合后进行煅烧，还能够使重金属氧化物中对钢水有害的杂质成份，与经过高温煅烧分解的碱土金属盐形成低熔点化合物，在钢水温度下，能形成液态渣上浮至钢水表面，大大降低了对钢水的污染。同时碱土金属碳酸盐类分解产生的碱土金属氧化物能形成高碱度钢包渣，对钢水起到净化和造渣作用，提高了钢水的纯净度，降低了造渣成本。此外，碱土金属碳酸盐类分解产生的碱土金属氧化物更易与金属氧化物反应形成盐类，从而降低煅烧成本，重金属氧化物与碱土金属氧化物形成的低熔点盐类，还能够大大降低直接还原所需的能量，降低还原过程还原剂的耗量，使氧化物直接合金化成本明显降低，实现了效费比最低，并可大幅降低还原金属进入渣中、汽化挥发损耗及二次氧化损耗，可提高金属收得率10％以上。

(3)本发明的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，其芯粉中含有还原剂，且还原剂选用Al、Si、C中的两种或两种以上的组合，根据金属与氧结合的自由能，Al、Si、C与氧结合所需的自由能远小于直接合金化的金属氧化物，且其与氧结合的稳定性大大高于直接合金化的金属氧化物，还原金属氧化物中的金属所需能量最低，直接还原成本最低，消耗量小，且Al、Si、C氧化过程会产生大量热能，不需要额外提高钢水温度补充能量，可减少炼钢过程能量损耗。

(4)本发明的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，发明人通过大量的实验研究对重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合配比以及煅烧温度、煅烧时间进行优化设计，从而可以有效控制金属盐类(CaO或BaO·RxOy)的形成，其中煅烧温度、煅烧时间的选择对于金属盐类的形成尤其重要。当煅烧温度＞1300℃，或煅烧时间过长时，CaO的活性明显降低，分解较缓慢，从而影响还原效率。

(5)本发明的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，选用对钢水无害的淀粉或木质纤维素作为结合剂，经1100-1300℃高温煅烧后，能够形成CO₂、H₂O挥发掉，从而减少对钢水的污染。

(6)本发明的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，还原剂在使用前破碎成≦2mm，从而能够与金属盐类形成紧密堆积，包覆的芯粉更加密实，增大还原剂与金属盐的接触比表面积，有利于提高还原效率，提高直接还原的收得率。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，包括外皮和芯粉，所述的芯粉由重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合煅烧形成的金属盐与还原剂混合而成。所述的重金属氧化物可根据实际冶炼钢种需要选用氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化镍和氧化铌粉末中的一种或一种以上的组合(值得注意的是，本发明的重金属氧化物实际上并不仅仅局限于此处列举的几种物质，具体可根据实际冶炼需求选用其他物质，此处就不便一一列举了)，本实施例中冶炼钢种为20CrMoTi钢，因此重金属氧化物选用氧化钼(质量分数≧50％)。本实施例的碱土金属碳酸盐类选用碳酸钙(质量分数≧90％)，且重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合比例为70％：30％，煅烧温度为1300℃，煅烧时间为3h。

通过将钢水合金化用重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合后进行煅烧，能够形成高温(1550℃以上)下稳定性较好的金属盐类(CaO或BaO·RxOy)。合金化过程中金属盐类在钢水中二次分解，随着金属盐类边分解，重金属氧化物就边释放、边还原，可以有效避免将重金属氧化物直接加入到钢水中时汽化挥发损耗较严重的现象，使金属最大可能被还原出来，从而使金属还原收得率得到明显提高，使其不受金属沸点高低的影响，且大大提高了重金属氧化物在钢水中的稳定性，使钢水中金属还原的收得率及其收得率的稳定性得到了有效保证，进而降低了直接炼钢合金化的成本，对直接炼钢合金化技术的发展具有重要意义。同时，碱土金属碳酸盐在高温煅烧时分解产生的CO₂气体使金属盐类煅烧物表面呈现蜂窝状或多气孔，从而有利于钢水或还原气体渗透，促使金属盐类加速熔解和还原反应的进行。本实施例通过以包芯线喂线的方式将粉料喂入钢包，从而进行直接炼钢合金化，可以通过控制喂线速度对精炼速度进行控制，由于芯料粒度较小，从而便于与钢水充分接触并反应，进一步提高了金属的收得率，且芯料中金属盐类熔化、分解较快，大大缩短了精炼时间，便于精炼生产的调度。

此外，通过将重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合后进行煅烧，还能够使重金属氧化物中对钢水有害的杂质成份，与经过高温煅烧分解的碱土金属盐形成低熔点化合物，在钢水温度下，能形成液态渣上浮至钢水表面，大大降低了对钢水的污染。同时碱土金属碳酸盐类分解产生的碱土金属氧化物能形成高碱度钢包渣，对钢水起到净化和造渣作用，提高了钢水的纯净度，降低了造渣成本。同时，碱土金属碳酸盐类分解产生的碱土金属氧化物更易与金属氧化物反应形成盐类，从而降低煅烧成本，重金属氧化物与碱土金属氧化物形成的低熔点盐类，还能够大大降低直接还原所需的能量，降低还原过程还原剂的耗量，使氧化物直接合金化成本明显降低，实现了效费比最低，并可大幅降低还原金属进入渣中、汽化挥发损耗及二次氧化损耗，可提高金属收得率10％以上。

值得说明的是，发明人在研究过程中发现，重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合配比以及煅烧温度与煅烧时间的选择对金属盐类的形成至关重要，当煅烧温度＞1300℃，或煅烧时间过长时，CaO的活性明显降低，分解较缓慢，从而影响还原效率。而煅烧温度与煅烧时间的确定主要取决于重金属氧化物中金属的活性及熔点等特性，因此，发明人结合钢铁冶炼合金化原理及重金属氧化物的特性，经过大量实验研究对重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合配比以及煅烧温度与煅烧时间进行了优化设计，从而能够有效保证金属盐类的形成并确保CaO的活性。

本实施例的芯粉中含有还原剂，还原剂为Al粉(Al质量分数≧95％)和Si粉(Si质量分数≧75％)，将Al粉和Si粉按照质量百分比为60％：40％混合均匀，且金属盐颗粒与还原剂的混合比例为60％：40％。根据金属与氧结合的自由能，Al、Si与氧结合所需的自由能远小于直接合金化的金属氧化物，且其与氧结合的稳定性大大高于直接合金化的金属氧化物，还原金属氧化物中的金属所需能量最低，直接还原成本最低，消耗量小，且Al、Si氧化过程会产生大量热能，不需要额外提高钢水温度补充能量，可减少炼钢过程能量损耗。

本实施例的上述直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其步骤为：

a、根据冶炼钢种需要，将选用的重金属氧化物粉碎至180目左右；

b、将碱土金属碳酸盐类粉碎成粒度200目以上的细粉；

c、将粉碎后的重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合成球并进行煅烧，将煅烧得到的金属盐进行破碎并筛分，筛分后的粒度为0-3mm，其中粒度为0-1mm的占5-10％，粒度为1-2mm的占80-90％，粒度为2-3mm的占5-10％，从而有利于芯线密实，使喂线过程大幅减少短线、卡线现象，便于将线喂入钢包钢水临界深度，有利于深度还原反应和提高收得率。本实施例的结合剂选用淀粉，其加入量为重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类总重的1％，经高温煅烧后，结合剂能够形成CO₂、H₂O挥发掉，从而减少对钢水的污染。

d、将还原剂破碎至≦2mm后按质量比例进行混合，然后将得到的金属盐颗粒与还原剂按质量比例搅拌均匀后，采用强度高、韧性好且厚度为0.34mm的低碳钢带进行包覆，控制包线机速度使所得包芯线的芯粉重量≧250g/m，芯线总重量≧400g/m，从而获得密度高、芯粉饱满、强度和韧性好，能够适合钢厂喂线机使用，直径在Ф9mm的合金芯线。本实施例通过对还原剂的粒度进行有效控制，从而能够使还原剂与金属盐类形成紧密堆积，包覆的芯粉更加密实，增大了还原剂与金属盐的接触比表面积，有利于提高还原效率，并提高直接还原的收得率。

本实施例生产20CrMoTi钢时，喂线工艺为：120t转炉出钢-脱氧合金化-精炼站喂金属氧化物包芯线合金化-取样成份检测、测温-LF精炼补加钼铁调成份-取样检测、测温-RH或VD-出站-上台浇铸。按钢中Mo控制目标0.2％，氧化钼中钼还原率按95％计算，喂线450m，钢中Mo含量0.09％，LF补加钼铁260kg后钢中Mo含量0.215％，符合成份控制要求，通过喂线可节约钼铁189kg，可降成本5.15元/t。

实施例2

本实施例的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，包括外皮和芯粉，所述的芯粉由重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合煅烧形成的金属盐与还原剂混合而成。本实施例的冶炼钢种为09CrMoV钢，因此重金属氧化物选用氧化钼、氧化钒，其配比具体根据钢种冶炼需要进行确定。本实施例的碱土金属碳酸盐类选用碳酸钡，且重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合比例为80％：15％。上述还原剂为Al粉、C粉的组合，且金属盐颗粒与还原剂的混合比例为70％：30％。所述重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合煅烧的温度为1100℃，煅烧时间为4h。

本实施例的上述直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其步骤为：

a、根据冶炼钢种需要，将氧化钼、氧化钒粉碎至200目，并按50％：50％比例混合均匀；

b、将碱土金属碳酸盐类进行粉碎至粒度200目以上；

c、将粉碎后的重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合成球并进行煅烧，将煅烧得到的金属盐进行破碎并筛分，筛分后的粒度为0-3mm，其中粒度为0-1mm的占5-10％，粒度为1-2mm的占80-90％，粒度为2-3mm的占5-10％，从而有利于芯线密实，使喂线过程大幅减少短线、卡线现象，便于将线喂入钢包钢水临界深度，有利于深度还原反应和提高收得率。本实施例的结合剂选用木质纤维素，其加入量为重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类总重的3％。

d、将还原剂Al粉、C粉破碎至≦2mm后按质量比例为75％：25％进行混合，然后将得到的金属盐颗粒与还原剂按质量比例搅拌均匀后，采用厚度为0.40mm的低碳钢带进行包覆，所得包芯线的直径为Ф13mm，且芯粉重量≧250g/m，芯线总重量≧400g/m。

本实施例生产09CrMoV钢时，喂线工艺为：100t转炉出钢-脱氧合金化-精炼站喂金属氧化物包芯线合金化-取样成份检测、测温-LF精炼补加钼铁、钒铁调成份-取样检测、测温-RH或VD-出站-上台浇铸。按钢中Mo、V控制目标0.09％、0.15％，氧化钼、氧化钒中Mo、V还原率按95％计算，喂线350m，钢中Mo 0.035％、V 0.045％，LF补加钼铁100kg、钒铁200kg后，钢中Mo含量0.103％、V 0.158％，符合成份控制要求，通过喂线可节约钼铁61kg、钒铁85.5kg，可降成本8.36元/t。

实施例3

本实施例的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，包括外皮和芯粉，所述的芯粉由重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合煅烧形成的金属盐与还原剂混合而成。所述的重金属氧化物选用氧化铌。本实施例的碱土金属碳酸盐类选用碳酸钙，且重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合比例为90％：10％。上述还原剂为Al粉、Si粉和C粉的组合，且金属盐颗粒与还原剂的混合比例为55％：45％。所述重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合煅烧的温度为1350℃，煅烧时间为2h。

本实施例的上述直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其步骤为：

a、根据冶炼钢种需要，将选用的重金属氧化物粉碎至180目；

b、将碱土金属碳酸盐类进行粉碎至200目以上；

c、将粉碎后的重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合成球并进行煅烧，将煅烧得到的金属盐进行破碎并筛分，筛分后的粒度为0-3mm，其中粒度为0-1mm的占5-10％，粒度为1-2mm的占80-90％，粒度为2-3mm的占5-10％，从而有利于芯线密实，使喂线过程大幅减少短线、卡线现象，便于将线喂入钢包钢水临界深度，有利于深度还原反应和提高收得率。本实施例的结合剂选用淀粉，其加入量为重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类总重的5％。

d、将还原剂Al粉、Si粉和C粉破碎至≦2mm后按质量比例为80％：10％：10％进行混合，然后将得到的金属盐颗粒与还原剂按质量比例搅拌均匀后，采用厚度为0.45mm的低碳钢带进行包覆，所得包芯线的直径为Ф11mm，且芯粉重量≧250g/m，芯线总重量≧400g/m。

综上所述，本发明的包芯线可以根据生产钢种、生产工艺需要，在炼钢精炼吹氩站或LF钢包、RH、VD使用。具体使用时，将本发明的包芯线喂入钢液深部，在钢包底吹氩气的强烈搅拌作用下，利用钢水精炼时的强还原气氛和真空环境下，利用芯线中还原剂Al、Si、C和钢水中的C、还原产生的CO气体将芯粉中金属盐类中的金属还原出来，金属收得率稳定在95％以上，可减少贵重合金消耗和损耗，降低合金成本5-15元/t，同时节能环保，符合现代炼钢工业的清洁环保炼钢发展趋势，经济和社会效益显著。

Claims (8)

1.一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，包括外皮和芯粉，其特征在于：所述的芯粉由重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合煅烧形成的金属盐与还原剂混合而成，所述的重金属氧化物选用氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化镍和氧化铌粉末中的一种或一种以上的组合；所述的碱土金属碳酸盐类选用碳酸钙或碳酸钡，且重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类的混合比例为70-90%：10-30%；所述重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类混合煅烧的温度为1100-1350℃，煅烧时间为2-4h。

2.根据权利要求1所述的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线，其特征在于：所述的还原剂为Al粉、Si粉和C粉中的两种或两种以上的组合，且金属盐颗粒与还原剂的混合比例为55-70%：30-45%。

3.一种如权利要求1或2所述的直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其特征在于：其步骤为：

a、根据冶炼钢种需要，选用合适的重金属氧化物进行粉碎并混合均匀；

b、将碱土金属碳酸盐类进行粉碎至合适粒度；

c、将粉碎后的重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类加结合剂混合成球并进行煅烧，将煅烧得到的金属盐进行破碎并筛分分级；

d、将还原剂破碎后按质量比例进行混合，然后将得到的金属盐颗粒与还原剂按质量比例搅拌均匀后，采用包芯线外皮进行包覆，即得包芯线。

4.根据权利要求3所述的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其特征在于：步骤a中重金属氧化物粉碎后的粒度为180-200目，步骤b中碱土金属碳酸盐类粉碎后的粒度≥200目，步骤d中还原剂破碎后的粒度≤2mm。

5.根据权利要求3所述的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其特征在于：步骤c中的结合剂选用有机结合剂，且结合剂的加入量为重金属氧化物与碱土金属碳酸盐类总重的1-5%。

6.根据权利要求5所述的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其特征在于：所述的结合剂选用淀粉或木质纤维素。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其特征在于：步骤c中金属盐破碎筛分后的粒度为0-3mm，其中粒度为0-1mm的占5-10%，粒度为1-2mm的占80-90%，粒度为2-3mm的占5-10%。

8.根据权利要求7所述的一种直接炼钢合金化金属氧化物包芯线的制作方法，其特征在于：所述包芯线的外皮采用低碳钢带，外皮的厚度为0.34-0.45mm，且包芯线的直径为9-13mm，芯粉重量≥250g/m，芯线总重量≥400g/m。