CN209669282U

CN209669282U - 防喷溅无缝高钙线

Info

Publication number: CN209669282U
Application number: CN201821882046.0U
Authority: CN
Inventors: 张明乾; 张仲伟; 张磊; 张墨涵; 张熙诺; 张馨心
Original assignee: Gongyi Heng Public Metallurgical Materials Co Ltd
Current assignee: Gongyi Heng Public Metallurgical Materials Co Ltd
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-11-22
Anticipated expiration: 2028-11-15

Abstract

本实用新型公开了一种防喷溅无缝高钙线，解决现有技术中加钙线使得钢水容易产生喷溅降低钢铁产量以及钙线消耗量大的技术问题。该防喷溅无缝高钙线包括钙芯线、无缝外钢套，在钙芯线、无缝外钢套之间设有由金属颗粒物料构成的金属颗粒层，钙芯线被包覆在金属颗粒层内，在金属颗粒层与钙芯线之间设有由金属颗粒浸入钙芯外周缘部而形成的混合过渡层。本实用新型提供的防喷溅无缝高钙线密度较高，可控制钙线进入钢水的深度，喂线过程比较安静，翻腾小，喷溅问题显著解决，钢包的容量得以明显提升，使钢铁产量额外增加3%‑6%，并且安全性、电耗量、劳动强度、环保都有明显改善，在使用时，中间包可以达到30‑40%的钙收得率，收得率高且稳定。

Description

防喷溅无缝高钙线

技术领域

本实用新型涉及钢精炼耗材技术领域，具体涉及一种防喷溅无缝高钙线。

背景技术

由于铝能有效地将钢液中的氧降到较低水平，所以它作为强脱氧剂在炼钢过程中被广泛采用，添加铝冶炼后的钢称之为铝脱氧钢。

用铝脱氧后在钢中形成大量的三氧化二铝，三氧化二铝很难从钢中去除干净，在浇铸时很容易粘附在水口壁上引起水口堵塞从而浇铸过程的中断，为了解决这个问题，常用的方法是对钢水进行钙处理，通过对钢中加入一定的钙，使得高熔点的三氧化二铝与氧化钙结合形成低熔点的铝酸钙，从而大大提高钢液的浇铸性能。

铝脱氧钢中还含有硫、锰等元素的杂质，为了对钢水进行脱硫、减少硫化锰杂质的形成，通常也采用对钢水进行钙处理的方法，由此可改善钢材性能。

目前工业大生产中常用的向钢液中加钙的方法有两种：一是喷粉；二是喂丝。喷粉技术的粉剂制备、输送、防潮的条件要求较高，设备投资较大，且喷粉易导致钢中增氢、增氮、温降大，而喂丝不仅可以达到喷粉的效果且大大克服了喷粉的缺点，因此喂丝技术在八十年代得到了迅速推广。

钙冶金技术在现代炼钢生产过程中已应用得非常普遍，但是钙处理如果控制不当，不仅不能达到预期的冶金效果，反而会恶化钢的浇铸性能。由于钙的密度较低、在钢中的溶解度小、钙的蒸气压较大、沸点低、高挥发性和化学活性，使得往钢中加钙时收得率很低，而且受钢水脱氧情况、钢包中的渣量等因素影响，在实际大生产中要稳定控制钢中的钙含量难度较大。

公开号为CN102586542A的中国专利文献记载了一种金属钙芯复合包芯线，由里层芯料和外包皮构成，所述里层芯料为实芯钙线和金属颗粒粉料复合组成。该实用新型金属钙芯复合包芯线采用钢带扣边包覆方法，由于需要把钢带折边扣压才能把合金材料包覆形成线材，所以这种生产方法对带钢的厚度有很大的限制，产品的包覆层厚度误差大，内芯材料密度不够紧密，喂线机在喂线时，线容易被压扁弯曲，使产品在应用过程中不能够控制喂入位置与喂入深度，使一部分合金材料没有与钢液有效的充分反应就上浮到钢包液面上部与渣层混合在一起，需要底部强吹产生的钢液下降流带入才能够参与反应，这个过程增加了钢液被二次污染的机会，同时由于合金的活性大，与钢液接触时间短就上浮，极易被烧损或挥发掉，钙收得率低，造成了很大的浪费。

基于上述原因，有必要提供一种能减小钢水翻腾、防止钢水喷溅、适于铝脱氧钢的防喷溅无缝高钙线。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种防喷溅无缝高钙线，解决现有技术中采用钙冶金技术冶炼铝脱氧钢时，钢水容易产生喷溅降低钢铁产量以及钙线消耗量大的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

设计一种防喷溅无缝高钙线，包括钙芯线、无缝外钢套，在所述钙芯线、无缝外钢套之间设有由金属颗粒物料构成的金属颗粒层，所述钙芯线被包覆在所述金属颗粒层内。

通过填充金属颗粒，提升无缝钙线的密度，避免钙线被喂线机压扁弯曲，本实用新型无缝钙线可插入到钢水中更深位置，使无缝钙线中的金属钙、金属颗粒与钢液有效的充分反应，减小钙的挥发损失。

在与钢水充分反应的情况下，不再需钢水底部强吹气流促进金属钙、金属颗粒与钢水的反应，减轻钢液翻腾。另外，在钙线中设置金属颗粒层，降低了单位长度钙线中钙的比例，将本实用新型无缝钙线喂入钢水中后，避免大量的钙同时气化，从而减少钢水翻腾。钢水翻腾减少后，使喷溅问题显著解决。

优选的，在所述金属颗粒层与钙芯线之间设有由金属颗粒浸入钙芯外周缘部而形成的混合过渡层。金属颗粒层的一部分被挤压进入钙芯线，金属颗粒与钙芯线结合紧密，无缝外钢套熔化后，降低金属颗粒的脱落速度，延长金属颗粒对钙的包裹时间。

优选的，所述无缝高钙线的平均密度为3.4～4.7g/cm³。

优选的，所述金属颗粒物料为金属铁颗粒。选用上述金属铁颗粒，一方面避免对钢水引入有害元素，另一方面，低熔点的钙在高熔点的上述金属颗粒包围下，降低了钙的气化速度，提升了钙的收得率。

优选的，所述金属颗粒物料的粒径为0～5mm。

优选的，所述钙芯线的直径为6～10mm。

优选的，所述无缝钙线的直径为11～15mm。

优选的，所述钙芯线与所述无缝外钢套同轴。

优选的，所述无缝外钢套的壁厚为0.5～2mm。

本实用新型的有益技术效果在于：

1.本实用新型提供的防喷溅无缝高钙线密度较高，能够控制钙线进入钢水的深度，喂线过程比较安静，翻腾小，喷溅问题显著解决。

2.由于翻腾小，喷溅少，从而钢包的容量得以明显提升，使钢铁产量额外增加3％-6％，并且安全性、电耗量、劳动强度、环保都有明显改善。

3.由于翻腾导致钢水翻出的安全隐患和使钢包盖粘连，比其它纯钙线改善很多。

4.高而且稳定的收得率，中间包可以达到30-40％甚至更高的钙收得率，钙在中间包的烧损比其它钙线小，给客户很高的稳定性与可靠性。

5.由于翻腾小，钢渣翻开导致增氧和增氮都会明显减少，一些对氧和氮元素比较敏感的钢种，本实用新型提供的防喷溅无缝高钙线是非常理想的钙处理方案。

6.金属颗粒部分挤入钙芯线，钙芯线与金属颗粒结合紧密，降低钙的气化速度，延长钙与钢水的反应时间，增加钙在钢水中的溶解量，降低精炼过程中钙线的消耗量。

附图说明

图1为本实用新型防喷溅无缝高钙线实施例1的截面图；

图2为本实用新型防喷溅无缝高钙线实施例5的截面图；

图3喂不同钢种冶炼时钙消耗量与中间包钢水中钙含量的关系；

图4喂不同钢种冶炼时添加钙线量与中间包钢水中钙收得率的关系。

图中，各标号示意为：钙芯线11、金属颗粒层12、混合过渡层121、无缝外钢套13。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：

请参阅图1。

本实施例的防喷溅无缝高钙线包括钙芯线11、无缝外钢套13，在钙芯线11、无缝外钢套13之间设有由金属铁颗粒构成的金属颗粒层12，钙芯线11被包覆在金属颗粒层12内，且钙芯线11与无缝外钢套13同轴，该无缝钙线的平均密度为2.55g/cm³。

其中，钙芯线11的直径为6.8mm；无缝外钢套13的外径为12mm，其壁厚为1mm；金属铁颗粒的粒径为0～2mm。

上述防喷溅无缝高钙线可采用如下方法制备：

(1)将金属钙于真空炉中加热融化后，真空浇注成钙棒，再将钙棒加热至375℃后，进行挤压或/和拉拔成一定直径的钙芯线，然后对成型的钙芯线外表面进行钝化处理，钝化处理具体为：在成型的钙芯线外表面均匀涂覆至少一层钝化剂，并静置10min。

(2)取低碳钢带包覆钙芯线后弯卷成型为管坯，同时在钙芯线和管坯之间填充金属颗粒物料。

(3)以高频焊接法将上述管坯的接合边紧密焊接在一起，并立即对焊接后的结合部进行风冷或非接触式的水冷，高频焊接时所用高频频率为400KHz，V型开口角4°，焊接温度在1430℃，焊接压力25.4Mpa，焊接速度18m/min，高频焊接在惰性气体氛围下进行。

(4)切除焊接结合部位的毛刺，再经整形、拉伸处理后即成无缝钙线。

实施例2：

一种防喷溅无缝高钙线，包括钙芯线、无缝外钢套，在钙芯线、无缝外钢套之间设有由金属铝颗粒构成的金属颗粒层，钙芯线被包覆在金属颗粒层内，该无缝钙线的平均密度为4.5g/cm³。

其中，钙芯线的直径为7.8mm；无缝外钢套的外径为13mm，其壁厚为1.2mm；金属铝颗粒的粒径为0.2～2.2mm。

实施例3：

一种防喷溅无缝高钙线，包括钙芯线、无缝外钢套，在钙芯线、无缝外钢套之间设有由金属钙颗粒构成的金属颗粒层，钙芯线被包覆在金属颗粒层内，该无缝高钙线的平均密度为3.7g/cm³。

其中，钙芯线的直径为8.2mm；无缝外钢套的外径为15mm，其壁厚为0.8mm；金属钙颗粒的粒径为0.2～3mm。

实施例4：

一种防喷溅无缝高钙线，包括钙芯线、无缝外钢套，在钙芯线、无缝外钢套之间设有由钛铁合金颗粒构成的金属颗粒层，钙芯线被包覆在金属颗粒层内，该无缝高钙线的平均密度为4.26g/cm³。

其中，钙芯线的直径为7.6mm；无缝外钢套的外径为14mm，其壁厚为0.7mm；钛铁合金颗粒的粒径为0.2～3.2mm。

实施例5：

请参阅图2。

一种防喷溅无缝高钙线，包括钙芯线11、无缝外钢套13，在钙芯线11、无缝外钢套13之间设有由金属铁颗粒构成的金属颗粒层12，金属颗粒层12和钙芯线11之间还设有混合过渡层121，混合过渡层122由钙芯线11外周部分与挤压入钙芯线11外周面的金属铁颗粒构成，该无缝高钙线的平均密度为2.68g/cm³。

其中，钙芯线11的直径为6.8mm；无缝外钢套13的外径为12mm，其壁厚为1mm；金属铁颗粒的粒径为0.2～2mm。

试验例1

将上述实施例1中防喷溅无缝高钙线在某钢厂进行试验，共对26个炉次、不同钢种的钢水进行喂钙线试验，通过控制喂线速度、喂线长度，检测钙在用于不同钢种中时的收得率，试验数据如表1和表2所示。

表1实施例1中防喷溅无缝高钙线在不同钢种中的平均收得率

由表1可以看出，26炉平均收得率22.9％，标准偏差6％，平均钙消耗0.105kgCa/吨钢，由此可见，实施例1中防喷溅无缝高钙线消耗量较低，收得率较高，且收得率稳定。

表2实施例1中防喷溅无缝高钙线在不同钢种中的喂线数据

图3和图4是对上述表2中数据统计的结果，其中，图3显示了不同钢种冶炼时钙消耗量与中间包钢水中钙含量的关系，可以看到在做实验的3个钢种中存在喂入钙量与钙ppm含量的正相关趋势，在钢种120中尤为明显。吨钢钙消耗从0.060到0.065kg/吨钢，得到钙ppm从15到22ppm，当把喂入量从0.075提到0.095kg/吨钢，钙ppm从24升到26ppm。钢种643中，钙消耗从吨钢0.140kg到0.145kg，得到了26到31ppm，这也表明了喂线的稳定性。图4显示了不同钢种冶炼时添加钙线量与中间包钢水中钙收得率的关系，能明显看到喂入较少的钙能得到比较高的收得率，特别是钢种120表现的尤为明显，通过试验获取吨钢的钙线消耗量与中间包钙含量的关系，在实际生产中，可将收得率调到30％到40％，明显高于现有钙线6％到10％的收得率。

另外，在试验过程中未出现卡线、钢水浇断、絮流现象，钢液喷溅效果有所改善，一定程度上提高了现场操作工人的安全系数，钢水的翻腾小，钢水喷溅问题得到显著解决，且中间包的容量得以明显上升。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1.一种防喷溅无缝高钙线，包括钙芯线、无缝外钢套，其特征在于，在所述钙芯线、无缝外钢套之间设有由金属颗粒物料构成的金属颗粒层，所述钙芯线被包覆在所述金属颗粒层内；在所述金属颗粒层与钙芯线之间设有由金属颗粒浸入钙芯外周缘部而形成的混合过渡层。

2.根据权利要求1所述的防喷溅无缝高钙线，其特征在于，所述无缝钙线的平均密度为3.4～4.7g/cm³。

3.根据权利要求1所述的防喷溅无缝高钙线，其特征在于，所述金属颗粒物料为金属铁颗粒。

4.根据权利要求1所述的防喷溅无缝高钙线，其特征在于，所述金属颗粒物料的粒径为0～5mm。

5.根据权利要求1所述的防喷溅无缝高钙线，其特征在于，所述钙芯线的直径为6～10mm。

6.根据权利要求1所述的防喷溅无缝高钙线，其特征在于，所述无缝钙线的直径为11～15mm。

7.根据权利要求1所述的防喷溅无缝高钙线，其特征在于，所述钙芯线与所述无缝外钢套同轴。

8.根据权利要求1所述的防喷溅无缝高钙线，其特征在于，所述无缝外钢套的壁厚为0.5～2mm。