CN106756635A - 一种含碲钢的制备方法及其含碲钢 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含碲钢的制备方法及其含碲钢。制备方法是在钢液中加入碲，其步骤特征是：Ⅰ用钢皮卷住碲粒制成碲粉包芯线，将碲粉包芯线喂入钢液进行喂线，同时喂入位置在底吹氩气孔的上方底吹氩气搅拌，底吹氩气流量为50Nm3/min至700Nm3/min；Ⅱ喂线结束，继续底吹氩气搅拌5~20min。细讲所述的喂线是在前面安装着导管的可移动的喂线机，碲粉包芯线通过导管伸进钢液中。含碲钢是在易切削钢12L14中喂入碲粉包芯线，碲的收得率至少为50%的钢。本含碲钢的制备方法制的含碲钢碲的收得率高，由于钢皮保护减少碲粒的蒸气化，可达到50~70%，碲在铸坯中的分布均匀，操作简单，根据碲含量要求调整喂线量。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，涉及一种含碲钢的制备方法及其含碲钢。
背景技术
随着钢铁行业的转型升级，客户对产品质量提出了更高的要求，钢铁产品的应用范围也逐渐向高精尖拓展，用于特定领域的某些钢种如易切削钢常需要添加少量的元素碲。然而，由于碲的溶沸点低于钢液，熔点为452℃，沸点为1390℃，且在钢液中溶解度低，加入钢液（1550℃~1650℃）后很快气化。
采用现有的加碲工艺，例如直接将碲块投入钢包，碲蒸气来不及溶解进入钢液就形成碲蒸气气泡，在钢液浮力作用下很快逸出，碲的收得率低，造成浪费；另一方面，碲蒸气在空气中形成有毒的含碲烟雾，污染环境，危害人员健康。
采用在转炉出钢时钢包底部放置碲块，靠钢液的冲刷搅拌促使碲与钢液充分混合，虽然短期可以达到较高收得率，但是在后续精炼处理过程中，随着时间的推移，钢中的碲会逐渐挥发，成品碲收得率依然较低。
综上所述，碲的合金化过程中存在一些技术难题，难以达到稳定的收得率。
发明内容
为了克服现有含碲钢的制备方法的不足，本发明提供一种碲的收得率高的含碲钢的制备方法，本方法碲的收得率达到50~70%。
本发明的另一目的是提供一种用本含碲钢的制备方法制得含碲钢。
本发明的含碲钢的制备方法是在钢液中加入碲，其特征是：
Ⅰ 用钢皮卷住碲制成碲粉包芯线，将碲粉包芯线喂入钢液进行喂线，同时喂入位置在底吹氩气孔的上方底吹氩气搅拌，底吹氩气流量为50Nm3/min至700Nm3/min；
Ⅱ喂线结束，继续底吹氩气搅拌5~20min。制得含碲钢。
上述的含碲钢的制备方法中，所述的喂线是在前面安装着导管的可移动的喂线机，碲粉包芯线通过导管伸进钢液中。
上述的含碲钢的制备方法，优先的底吹氩气流量为200Nm3/min至300Nm3/min，喂线结束，继续底吹氩气搅拌5~10分钟，底吹氩气流量为100Nm3/min至200Nm3/min。
上述的含碲钢的制备方法中，所述钢皮所用的材质是08Al钢、08钢的任一种。
上述的含碲钢的制备方法中，所述碲的包芯线的外径为6mm至20mm。优选8mm至13mm。
上述的含碲钢的制备方法中，所述碲粉包芯线的喂线速度50~200m/min。优选100~150m/min。
本发明的的含碲钢的制备方法，所述碲的收得率为50~70%。优选为60~65%。
本发明的的含碲钢的制备方法中，碲粉包芯线可采用单线喂入，也可用多线喂入，如双线喂入、三线喂入和四线喂入。
用本发明的含碲钢的制备方法制备出的含碲钢，其碲的收得率高，可达到50~70%，碲在铸坯中的分布均匀；含碲量高，质量百分比可达到0.01%——0.08%。
如Y15Pb（美标12L14）、Y12Pb钢种，或是其他S-Pb-Te系易切削钢。
本含碲钢的制备方法制备含碲钢，一般是以Y15Pb（美标12L14）、Y12Pb为基（基体）的含碲钢，也可以制备其他S-Pb-Te系易切削钢，碲的质量百分比达50~70%，质量百分比为0.01%~0.08%。如12L14，化学成分的质量百分比是：
C：≤ 0.15；Mn：0.85-1.15；S：0.26-0.35； P：0.04-0.09；
Pb：0.15-0.35；Te：0.01—0.08；其余为不可避免的杂质。
本发明的有益效果
本发明有效地解决了碲合金化过程中存在的问题，与现有的碲合金化工艺相比具有以下优点：
碲的收得率高，可达到50~70%，碲在铸坯中的分布均匀；
产生的烟尘小，对环境的污染少；
操作简单，可控性强，可根据底吹氩位置调整喂线位置，根据熔池深度调整喂线速度和深度，根据碲含量要求调整喂线量。
附图说明
图1是含碲的包芯线的结构示意图。
图2是含碲的包芯线加入方法的示意图。
图3是碲含量在方坯断面中的分布的示意图。
上述图中
1.碲粒，2. 钢皮,3. 碲粉包芯线，4. 喂线机，5. 导管，6. 钢包，7. 钢液，8. 底吹氩气，9. 钢包车，10. 铸坯横断面， 10.1~10.3是钻取点。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明的具体实施方式进一步说明。对于下面的实施例的说明有助于理解本发明，但并不是对本发明的限制。下面所描述的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
对比实施例
现有的含碲钢的制备方法是在LF炉精炼过程中直接向钢包投入碲块进行碲合金化，钢种为易切削钢12L14,最终铸坯收得率不足10%，其成分的质量百分比为：
C： 0.12；Mn：1.12；S：0.28； P：0.07；
Pb：0.18；Te：0.008；其余为不可避免的杂质。
方法实施例1-3
先说明本碲粉包芯线3的制法。先将颗粒直径0.1~2mm的碲粒1装入直径Φ10mm的钢皮2中，钢皮2的厚度是0.8mm，材质是08钢，钢皮2卷上碲粒1卷成碲粉包芯线3。
下面六个实施例都见图1与图2。
下面六个实施例中碲由钢包加入，Te含量以铸坯中的Te的质量百分比为准。
下面六个实施例都是12L14，但本含碲钢的制备方法不仅适用于12L14钢也能用于其它钢种。
本实施例在LF炉进行了四炉钢包喂碲粉包芯线3，钢包6规格为80t，钢种为易切削钢12L14，通过喂线机4喂入外径Φ10mm碲粉包芯线3，喂线速度200m/min，碲颗粒直径0.1~2mm，采用单线喂入，一炉钢加入的碲粉量是65~90kg，喂线长度100~150m,具体喂线量根据钢水重量和目标含量确定，喂线过程底吹氩气8搅拌流量为200Nm3/min，喂线结束后继续搅拌10min，整个过程没有烟雾产生。表1为碲合金化后，钢中碲含量的变化，铸坯碲的收得率稳定在60—65%。
表1
连铸坯规格为220mm×220mm，附图3为实施例2碲含量在方坯断面中的分布，碲含量（质量百分比）平均为0.053%。铸坯横断面10的一边长220mm，碲均匀分布在所述含碲钢中。
上述三个实施例冶炼成的钢的成分的质量百分比分别是：
钢种实施例一
C： 0.15；Mn：0.82；S：0.30； P：0.05； Pb：0.34；Te：0.051；其余为不可避免的杂质。
钢种实施例二
C： 0.10；Mn：0.82；S：0.26； P：0.05； Pb：0.24；Te：0.053；其余为不可避免的杂质。
钢种实施例三
C： 0.11；Mn：0.92；S：0.27； P：0.08； Pb：0.32；Te：0.072；其余为不可避免的杂质。
方法实施例4-6
将喂铅包芯线过程中和喂线后底吹流量分别设定为50Nm3/min、200Nm3/min和700Nm3/min，其他参数与实施例1-3相同，分别作为实施例4-6。表2为碲合金化后，钢中碲含量的变化的收得率。
表2
| 项目 | 钢水总重/t | 所喂碲粉包芯线中的碲粉总量/kg | 中包样 | 铸坯平均 | 收得率 |
| 实施例4 | 83 | 69.3 | 0.044 | 0.043 | 51.7% |
| 实施例5 | 85 | 70.9 | 0.055 | 0.053 | 63.5% |
| 实施例6 | 81 | 72.5 | 0.047 | 0.045 | 50.3% |
上述三个实施例冶炼成的钢的成分的质量百分比分别是：
钢种实施例四
C： 0.10；Mn：0.96；S：0.28； P：0.05； Pb：0.18；Te：0.043；其余为不可避免的杂质。
钢种实施例五
C： 0.12；Mn：1.02；S：0.32； P：0.06； Pb：0.34；Te：0.053；其余为不可避免的杂质。
钢种实施例六
C： 0.14；Mn：1.12；S：0.22； P：0.08； Pb：0.20；Te：0.045；其余为不可避免的杂质。
采用现有的碲合金化方法碲在接触钢液后很快气化逸出，无法与钢液充分混合溶解，通过本发明的喂碲粉包芯线的方法，在喂线机的作用下，碲粉随包芯线迅速进入钢液深处，在底吹氩气的搅拌作用下与钢液充分混合，达到碲合金化目的。
说明：
收得率系指单位时间内合金最终获得量与初始投入量之比，计算公式如下：
其中，η 为合金元素收得率；
m 为单位时间内单位质量钢中合金元素的加入量；以及
w 为单位时间内单位质量成品钢材(铸坯)中合金含量。
Claims (10)
1.一种含碲钢的制备方法，它是在钢液中加入碲，其步骤特征是：
Ⅰ 用钢皮卷住碲制成碲粉包芯线，将碲粉包芯线喂入钢液进行喂线，同时喂入位置在底吹氩气孔的上方底吹氩气搅拌，底吹氩气流量为50Nm3/min至700Nm3/min；
Ⅱ 喂线结束，继续底吹氩气搅拌5~20min。
2.根据权利要求1所述的含碲钢的制备方法，其特征是：所述的喂线是在前面安装着导管的可移动的喂线机，碲粉包芯线通过导管伸进钢液中。
3.根据权利要求1或2任一所述的含碲钢的制备方法，其特征是：所述的底吹氩气流量为200Nm3/min至300Nm3/min，喂线结束，继续底吹氩气搅拌5~10分钟，底吹氩气流量为100Nm3/min至200Nm3/min。
4.根据权利要求1或2任一所述的含碲钢的制备方法，其特征是：钢皮所用的材质是08Al钢、08钢的任一种。
5.根据权利要求1与2中任一所述的含碲钢的制备方法，其特征是：所述含碲的包芯线的外径为6mm至20mm。
6.根据权利要求5所述的含碲钢的制备方法，其特征是：所述碲粉包芯线的外径为8mm至13mm。
7.根据权利要求1或2所述的含碲钢的制备方法，其特征是：碲粉包芯线的喂线速度50~200m/min。
8.根据权利要求1或2中任一所述的的含碲钢的制备方法，其特征是：制得含碲钢中，碲的收得率至少为50%。
9.一种含碲钢，其特征是：含碲量高，碲在铸坯中的质量百分比达0.01%—0.08%，碲在铸坯中的分布均匀。
10.根据权利要求9所述的含碲钢，其特征是：它是以Y15Pb、Y12Pb、S-Pb-Te与12L14任一钢为基的含碲钢。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170531 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |