专利名称：用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线及方法
技术领域：
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：
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。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。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
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。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。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 ο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
^^ ο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。
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。该方法包括以下步骤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；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。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。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。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。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。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。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。
图1为包芯线的示意图。图中标记为1-外皮，2-芯层。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明进一步说明。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。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。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%。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。本发明的用于实现钢液钒、氮合金化的方法包括以下步骤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；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。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勻混合形成芯层，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。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。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、萤石可均勻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勻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。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。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。实施例一用于实现钢液钒、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。实施例二 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。实施例三用于实现钢液钒、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。实施例四用于实现钢液钒、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。实施例五用于实现钢液钒、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。实施例六用于实现钢液钒、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。实施例七用于实现钢液钒、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。
实施例八用于实现钢液钒、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。实施例九用于实现钢液钒、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。
权利要求
1.用于实现钢液钒、氮合金化的包芯线，包括芯层O)，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。
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或2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)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。
4.如权利要求3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。
5.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O)以及将芯层(2)通过外皮⑴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；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。
6.如权利要求5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O)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。
7.如权利要求5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( 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 0Z0 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。
8.如权利要求5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。
9.如权利要求5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。
10.如权利要求5至9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。
全文摘要
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。
文档编号C22C33/06GK102212737SQ201110121060
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者刘明, 吴仕富, 张国才, 杨杰, 柏万春, 邓通武 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司, 攀钢集团有限公司, 攀钢集团研究院有限公司