用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线及方法

摘要

本发明公开了一种用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线及方法，可便于包芯线喂入钢液，防止卡线和断线的发生，也有利于提高氮和钒的回收率。该包芯线包括芯层和外皮，芯层含有氮化钒合金和萤石。该方法主要是在包芯线的芯层内添加萤石，再将包芯线喂入钢液。通过在芯层内加入萤石，可降低钢渣的熔点，改善钢渣的流动性，钢渣流动性较好可便于将包芯线喂入钢液内，减少包芯线在钢渣层的损耗，有利于提高钒回收率和氮回收率，也可防止包芯线在喂入钢液过程中的卡线和断线。

权利要求

1.用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层（2），所述芯层（2）含有氮化钒合金，其特征是：所述芯层（2）还含有萤石，所述芯层（2）还含有铁合金添加物，所述氮化钒合金，萤石和铁合金添加物的含量按重量百分比为：氮化钒合金：70%～95%，萤石：5%～15%，铁合金添加物：0～25%，其中，所述铁合金添加物为以下合金中的至少一种：钛铁合金，铌铁合金，钒铁合金。

2.如权利要求1所述的用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，其特征是：所述芯层（2）的氮化钒合金和萤石都为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

3.如权利要求1所述的用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，其特征是：所述芯层（2）的铁合金添加物为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

4.用于实现钢液钒、氮合金化的方法，其特征是包括以下步骤：

A、制造包芯线，包括制造包芯线的芯层（2）以及将芯层（2）通过外皮（1）包裹形成包芯线，其中，所述包芯线的芯层（2）含有氮化钒合金以及萤石；芯层（2）还含有铁合金添加物，所述氮化钒合金，萤石和铁合金添加物的含量按重量百分比为：氮化钒合金：70%～95%，萤石：5%～15%，铁合金添加物：0～25%，其中，所述铁合金添加物为以下合金中的至少一种：钛铁合金，铌铁合金，钒铁合金；

B、将步骤A制成的包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液。

5.如权利要求4所述的用于实现钢液钒、氮合金化的方法，其特征是：所述步骤A中的芯层（2）的氮化钒合金和萤石都为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

6.如权利要求4所述的用于实现钢液钒、氮合金化的方法，其特征是：所述芯层（2）的铁合金添加物为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

7.如权利要求4所述的用于实现钢液钒、氮合金化的方法，其特征是：所述步骤B中，一边将包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液，一边对钢包进行摇晃。

8.如权利要求4至7中任意一项所述的用于实现钢液钒、氮合金化的方法，其特征是：所述步骤B中，一边将包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液，一边对包芯线与钢液接触区域喷吹惰性气体。

说明书

用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线以及用于实现钢液钒、氮合金化的方法。

背景技术

[0002] 氮化钒合金是一种新型合金添加剂，可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒合金添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下，添加氮化钒节约钒加入量30～40％，进而降低了成本。氮化钒合金可用于结构钢，工具钢，管道钢，钢筋及铸铁中。氮化钒合金应用于高强度低合金钢中可同时进行有效的钒、氮微合金化，促进钢中碳、钒、氮化合物的析出，更有效的发挥沉降强化和细化晶粒作用。

[0003] 由于直接将氮化钒合金以块状形态加入钢液中的回收率较低，因此现有技术中主要是通过向钢液中喂入包芯线的方法实现钢液钒、氮合金化。该方法是把块状或球状氮化钒合金用物理方法破碎，再用铁皮或钢皮包制成包芯线，氮化钒合金形成包芯线的芯层，铁皮或钢皮形成包芯线的外皮；然后将上述包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液中，使钢液钒、氮合金化。该种方法钒、氮合金元素回收率较高，钒回收率在88～95％，氮回收率在70～90％。但该种方法存在以下不足：由于钢液表面的钢渣较厚且具有一定的硬度，使得包芯线较难穿过钢渣喂入钢液中，而且，包芯线与钢渣接触时间过长，会使包芯线过早熔化，不利于钒回收率和氮回收率的提高，也会使钒回收率和氮回收率的波动幅度较大，影响产品质量的稳定性。

[0004] 另外，中国专利200610020447.0公开了一种用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，该包芯线包括钢制外皮和由氮化钒合金制成的芯层。该包芯线在实际使用时，会出现上述问题，也就是不容易穿过钢渣喂入钢液中。

发明内容

[0005] 本发明解决的技术问题是提供一种便于喂入钢液的用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金，所述芯层还含有萤石。

[0007] 进一步的是：所述芯层的氮化钒合金和萤石都为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

[0008] 进一步的是：所述芯层还含有铁合金添加物，所述氮化钒合金，萤石和铁合金添加物的含量按重量百分比为：氮化钒合金：70％～95％，萤石：5％～15％，铁合金添加物：0～25％，其中，所述铁合金添加物为以下合金中的至少一种：钛铁合金，铌铁合金，钒铁合金。

[0009] 进一步的是：所述芯层的铁合金添加物为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

[0010] 本发明还提供了一种用于实现钢液钒、氮合金化的方法，该方法便于将包芯线喂入钢液内。

[0011] 该方法包括以下步骤：

[0012] A、制造包芯线，包括制造包芯线的芯层以及将芯层通过外皮包裹形成包芯线，其中，所述包芯线的芯层含有氮化钒合金以及萤石；

[0013] B、将步骤A制成的包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液。

[0014] 进一步的是：所述步骤A中的芯层的氮化钒合金和萤石都为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

[0015] 进一步的是：所述步骤A中的芯层还含有铁合金添加物，所述氮化钒合金，萤石和铁合金添加物的含量按重量百分比为：氮化钒合金：70％～95％，萤石：5％～15％，铁合金添加物：0～25％，其中，所述铁合金添加物为以下合金中的至少一种：钛铁合金，铌铁合金，钒铁合金。

[0016] 进一步的是：所述芯层的铁合金添加物为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

[0017] 进一步的是：所述步骤B中，一边将包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液，一边对钢包进行摇晃。

[0018] 进一步的是：所述步骤B中，一边将包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液，一边对包芯线与钢液接触区域喷吹惰性气体。

[0019] 本发明的有益效果是：通过在芯层内加入萤石，可降低钢渣的熔点，改善钢渣的流动性，钢渣流动性较好可便于将包芯线喂入钢液内，减少包芯线在钢渣层的损耗，有利于提高钒回收率和氮回收率，也可防止包芯线在喂入钢液过程中的卡线和断线。

附图说明

[0020] 图1为包芯线的示意图。

[0021] 图中标记为：1-外皮，2-芯层。

具体实施方式

[0022] 下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

[0023] 如图1所示，本发明的用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层2，所述芯层2含有氮化钒合金，所述芯层2还含有萤石。通过在芯层内加入萤石，可降低钢渣的熔点，改善钢渣的流动性，钢渣流动性较好可便于将包芯线喂入钢液内，减少包芯线在钢渣层的损耗，有利于提高钒回收率和氮回收率，由于钢渣流动性得到改善，因此可防止包芯线在喂入过程中发生卡线和断线。

[0024] 为了便于氮化钒合金快速熔入钢液内，也为了便于萤石快速与钢渣反应，所述芯层的氮化钒合金和萤石都为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

[0025] 为了在便于氮化钒合金加入的同时，还便于将其它合金元素加入钢液，上述包芯线的芯层2中还含有铁合金添加物，所述氮化钒合金，萤石和铁合金添加物的含量按重量百分比为：氮化钒合金：70％～95％，萤石：5％～15％，铁合金添加物：0～25％，其中，所述铁合金添加物为以下合金中的至少一种：钛铁合金，铌铁合金，钒铁合金。上述铁合金添加物的重量百分比为：0～25％，也就是说，铁合金添加物的含量可为零。包芯线采用上述配比方式，一方面可通过萤石的加入，便于包芯线穿过钢渣喂入钢液，另一方面可保证氮化钒合金的喂入效率较高，如果萤石含量过高，则氮化钒合金的含量相应较低，会使氮化钒合金的喂入效率较低，因此氮化钒合金与萤石的含量应控制在一个合理的配比范围内。此外，当包芯线中不含有铁合金添加物时，也就是只含有氮化钒合金与萤石，则氮化钒合金与萤石按重量百分比可以为：氮化钒合金：85％～95％，萤石：5％～15％。

[0026] 为了便于将上述铁合金添加物熔入钢液内，也便于包芯线的芯层2的制作，所述芯层2的铁合金添加物为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

[0027] 本发明的用于实现钢液钒、氮合金化的方法包括以下步骤：

[0028] A、制造包芯线，包括制造包芯线的芯层2以及将芯层通过外皮1包裹形成包芯线，其中，所述包芯线的芯层2含有氮化钒合金以及萤石；

[0029] B、将步骤A制成的包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液。

[0030] 采用上述方法，在将包芯线喂入钢液中时，如果钢液表层的钢渣流动性较好，则包芯线可顺利喂入钢液内；如果钢液表层的钢渣较厚，流动性较差，包芯线也可顺利喂入钢液内，这是由于包芯线的芯层内含有的萤石增加了钢渣的流动性，降低了包芯线喂入时遇到的阻力。而且，在包芯线持续喂入钢液的过程中，包芯线的芯层内的萤石可持续与钢渣反应，保证整个喂入过程中，钢渣的流动性都较好。另外，包芯线加工过程中，氮化钒合金可以与萤石均匀混合形成芯层，然后通过钢皮或铁皮包裹芯层形成包芯线；还可以为：萤石作为外层，氮化钒合金作为内层，采用萤石包裹氮化钒合金的形式制成芯层，然后在萤石层外包裹由钢皮或铁皮制成的外皮，形成包芯线。

[0031] 上述方法中，为了便于氮化钒合金快速熔入钢液内，也为了便于萤石快速与钢渣反应，所述步骤A中的芯层2的氮化钒合金和萤石都为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。

[0032] 上述方法中，为了在便于氮化钒合金加入的同时，还便于将其它合金元素加入钢液，所述步骤A中的芯层2还含有铁合金添加物，所述氮化钒合金，萤石和铁合金添加物的含量按重量百分比为：氮化钒合金：70％～95％，萤石：5％～15％，铁合金添加物：0～25％，其中，所述铁合金添加物为以下合金中的至少一种：钛铁合金，铌铁合金，钒铁合金。
在上述基础上，为了便于将上述铁合金添加物熔入钢液内，也便于包芯线芯层的制作，所述芯层的铁合金添加物为粉料，所述粉料的粒径小于等于5mm。此外，上述氮化钒合金、铁合金添加物、萤石可均匀混合制成包芯线的芯层，然后通过钢皮或铁皮包裹芯层，形成包芯线；
也可为氮化钒合金与铁合金添加物均匀混合制成芯层的内层，萤石作为芯层的外层，然后在萤石层外包裹由钢皮或铁皮制成的外皮，形成包芯线。

[0033] 为了进一步的提高钢渣的流动性，有利于包芯线快速喂入钢液内，所述步骤B中，一边将包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液，一边对钢包进行摇晃。如果包芯线的芯层中不含有萤石，单纯摇晃钢包，虽然也可提高钢渣的流动性，但效果不明显；通过萤石与钢渣的作用以及对钢包的摇晃，则钢渣的流动性得到十分明显的改善，便于喂入包芯线，有利于防止包芯线发生卡线和断线。

[0034] 另外，为了进一步便于将包芯线喂入钢液内，所述步骤B中，一边将包芯线通过喂线装置喂入钢包内的钢液，一边对包芯线与钢液接触区域喷吹惰性气体。通过向包芯线与钢液接触区域喷吹惰性气体，一方面可提高该区域内的钢渣的流动性，另一方面可防止该区域以外的钢渣朝该区域流动汇集，尤其是在对钢包摇晃过程中，其它区域的钢渣有可能朝包芯线附近流动，通过向包芯线附近喷吹惰性气体，可有效保证包芯线的快速喂入，并可防止包芯线发生卡线或断线。

[0035] 实施例一：

[0036] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层由氮化钒合金和萤石组成，上述氮化钒合金与萤石的重量配比为：氮化钒合金：85％，萤石：15％，氮化钒合金与萤石都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为12mm。

[0037] 实施例二：

[0038] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层由氮化钒合金和萤石组成，上述氮化钒合金与萤石的重量配比为：氮化钒合金：95％，萤石：5％，氮化钒合金与萤石都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为12mm。

[0039] 实施例三：

[0040] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金、萤石和钒铁合金，上述氮化钒合金与萤石和钒铁合金的重量配比为：氮化钒合金：90％，萤石：5％，钒铁合金：5％。氮化钒合金、萤石和钒铁合金都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为13mm。

[0041] 实施例四：

[0042] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金、萤石和钛铁合金，上述氮化钒合金与萤石和钛铁合金的重量配比为：氮化钒合金：90％，萤石：5％，钛铁合金：5％。氮化钒合金、萤石和钛铁合金都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为13mm。

[0043] 实施例五：

[0044] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金、萤石和铌铁合金，上述氮化钒合金与萤石和铌铁合金的重量配比为：氮化钒合金：90％，萤石：5％，铌铁合金：5％。氮化钒合金、萤石和铌铁合金都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为13mm。

[0045] 实施例六：

[0046] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金、萤石、铌铁合金和钛铁合金，上述氮化钒合金、萤石、铌铁合金和钛铁合金的重量配比为：氮化钒合金：80％，萤石：10％，铌铁合金：5％，钛铁合金：5％。氮化钒合金、萤石、铌铁合金和钛铁合金都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为13mm。

[0047] 实施例七：

[0048] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金、萤石、铌铁合金和钒铁合金，上述氮化钒合金、萤石、铌铁合金和钒铁合金的重量配比为：氮化钒合金：75％，萤石：10％，铌铁合金：5％，钒铁合金：10％。氮化钒合金、萤石、铌铁合金和钒铁合金都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为13mm。

[0049] 实施例八：

[0050] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金、萤石、钛铁合金和钒铁合金，上述氮化钒合金、萤石、钛铁合金和钒铁合金的重量配比为：氮化钒合金：75％，萤石：10％，钛铁合金：5％，钒铁合金：10％。氮化钒合金、萤石、钛铁合金和钒铁合金都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为13mm。

[0051] 实施例九：

[0052] 用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层，所述芯层含有氮化钒合金、萤石、钛铁合金、钒铁合金和铌铁合金，上述氮化钒合金、萤石、钛铁合金、钒铁合金和铌铁合金的重量配比为：氮化钒合金：70％，萤石：5％，钛铁合金：5％，钒铁合金：10％，铌铁合金10％。氮化钒合金、萤石、钛铁合金、钒铁合金和铌铁合金都为粉料，粒径为3mm以下，芯层外部包裹有冷轧带钢制成的外皮，整个包芯线的外径为13mm。