[发明专利]一种用于高铝钢生产的包芯线芯粉组成及加工方法

说明书

本发明公开了一种用于高铝钢生产的包芯线芯粉组成及加工方法，该芯粉组成，按总质量百分比100％计，包括以下组分：CaO20～70%；Al₂O₃0～50%；MgO 0～10%；B₂O₃0～10%；SiO₂0～5%；其他0～5%。本发明通过向高铝钢液中喂入由本发明芯粉组成的包芯线，能够改变高铝钢中夹杂物的形态，有效去除高铝钢中夹杂物数量，提高高铝钢液的浇注能力、改善成品钢材的洁净度和质量；另本发明生产工艺能够显著提高高铝钢的连浇炉数，降低生产成本，同时还避免了传统金属包芯线处理钢液的缺点，使芯粉的收得率更高，且操作工艺简便安全。

技术领域

本发明涉及炼钢辅料制备技术领域，尤其涉及一种用于高铝钢生产的包芯线芯粉组成及加工方法。

背景技术

高铝钢中的酸溶铝含量通常高于0.5％，应用在航空用钢、汽车钢板以及电工钢等门类，近年来发展较快，市场前景良好。铝作为钢液中的主要脱氧剂，同时又是高铝钢中的主要元素，因而钢液较为粘稠，又极其易被氧化，其脱氧产物Al₂O₃是影响该钢种洁净度，也是导致连铸时堵塞中间包水口的主要原因。由于高铝钢易出现表面缺陷以及低倍夹杂，冶炼难度相对较高，在传统脱氧和钙处理工艺中，关于高铝钢中Al₂O₃类夹杂物改性和水口堵塞问题未能得到彻底的解决。

通过包芯线的芯粉由传统的金属粉改为渣粉，既能解决现有金属包芯线难以充分改性钢中氧化铝夹杂物的问题，又减少了金属在喂入钢液过程中的喷溅和气化。同时渣粉的原料来源广泛、价格低、加工简便，因此，在实际生产中有着极高的经济价值和实用价值。

现阶段研究为改善铝脱氧钢水的可浇性、提高连浇炉数，需要将钢中夹杂物进行变性处理，使之成为低熔点的化合物。即通过喂入 Ca包芯线使钢液中的Al₂O₃夹杂物与CaO结合转变为低熔点的铝酸钙，避免夹杂物附着在水口内壁上，减少堵塞并且使铸坯的显微组织结构趋于均匀。目前一般利用渣洗、碱土或稀土金属使夹杂物变性为液态或者微小夹杂，同时改变夹杂在钢中的分布状况，来提高钢材质量和加工性能。特别在含铝钢([Al]＝0.01％～0.07％)精炼工艺中，国内外最常用的方法是采取喂钙芯线处理工艺，要求钢中[Ca]/[Al]和 [Ca]/T[O]处于一定范围，使钢中Al₂O₃夹杂转变为低熔点的钙铝酸盐复合夹杂并促使其上浮。

另外国内外专家研究较多的还有利用镁合金包芯线对微米夹杂物进行控制的“氧化物冶金”，以使簇状Al₂O₃变成细小、边缘光滑的 MgO·Al₂O₃夹杂物，且其在轧制过程中不易形成空穴和应力源。尖晶石被变性的硫化物包裹，此多相夹杂物还可降低对钢疲劳性能的有害程度。但是Mg、Ca等属于金属活泼性很强、熔点和沸点都比较低的 IIA族碱土金属，在1873K的蒸汽压分别为1927kPa、182.4kPa，在炼钢温度下易挥发，加入和冶炼过程中烧损严重，难以准确控制其含量，收得率仍不稳定。此外镁铝尖晶石富集或钙铝酸盐改性不完全也会造成轧材缺陷。