一种制备炼钢脱氧用钙铝合金包芯线的方法技术

一种制备炼钢脱氧用钙铝合金包芯线的方法，具体工艺为将金属铝和钙按任意比例进行混合，在保护性气氛保护下，将混合均匀的钙铝料置于模具中并进行密封处理，然后将模具中的混合料进行加热并随模具一起压缩成直径0.1到30毫米的线材，随后冷却，待合金凝固后即制成用于炼钢脱氧用的纯钙铝合金包芯线。本发明专利技术最终制成的是钙和铝形成的纯钙铝包芯线。该方法的优点是有效简化生产流程，降低生产过程钙和铝的损失，提高制造过程钙和铝的收得率，降低生产成本。同时，炼钢过程加入这种钙铝化合物构成的合金，能有效降低钙的蒸汽压，从而提高了炼钢脱氧过程中钙的回收率，减少喂线时钢水喷溅的倾向，大大降低炼钢成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶金
，具体地说是炼钢领域。
技术介绍
钙铝合金是一种炼钢用的复合脱氧剂。但炼钢过程中使用的钙铝复合脱氧剂存在比重轻、燃点低、烧损大、利用率低等问题。因此，人们通常在合金中添加铁、锰等增加合金比重或将其制成包芯线来提高其利用率。目前炼钢领域常用的所谓的钙铝包芯线，大部分是将金属钙粉与铝粉按一定比例通过机械混合后，直接用钢带包裹成的混合态包芯线。在这种包芯线中，钙粉与铝粉只是机械混合，并未形成钙和铝的合金，因此铝只起到稀释钙的浓度的作用，而并未起到降低钙的蒸汽压的作用。如申请号为201220003169. 9的技术专利公开了一种“铝钙包芯线”。该技术涉及一种包芯线，特别是一种铝钙包芯线，包括外包层，所述外包层内设置有分隔层；所述分隔层将外包层内部分为两个填充层，一个填充层内填充铝，另一个填充层内填充钙，所述外包层采用低碳钢。采用上述结构后，可以通过铝钙包芯线方便的将钙和铝加入到钢液或者铁液中，能较大幅度提高合金收得率，降低冶炼成本，缩短冶炼时间，精确控制成分。但该方法生产的包芯线并未形成真正的铝钙合金。除上述直接物理混合方式外，纯钙铝合金通常只能在矿冶炉、工频炉等大型有色冶金设备中采用普通的熔兑法进行生产。目前，主要有两种溶兑生产方法，其中重熔法是将金属钙、铝在熔化炉中熔化，制成钙铝合金，浇铸成钙铝合金锭后直接到炼钢厂使用或再制成钙铝包芯线后到炼钢厂使用。电热法为用碳化钙、氧化铝、铁等作原料，在矿热炉中还原冶炼。其原理是碳化钙中的碳和氧化铝中的氧互相作用生成钙铝合金和一氧化碳，即 3CaC2+2Al203=Ca3Al4+6C0。上述两种方法均需要大型熔炼设备，生产批量大、资金投入多。 且生产流程较长，在高温熔炼过程中由于钙的沸点1492°C，而实际熔炼温度超高1500°C， 因此钙的挥发严重；同时，由于上述冶炼炉无法实现在惰性气体保护下熔炼，钙和铝氧化严重，钙和铝尤其是钙的收得率较低。而由于铝和钙的价格均较高，造成该生产方式成本较闻。申请号为201120390152.9的技术专利公开了一种“实心金属铝钙包芯线”。 其权利要求为“其特征在于所述实芯金属钙铝包芯线由内芯和光亮钢带包覆层组成，内芯由表面带有钝化层的金属钙铝或金属钙实心圆形芯线以及薄铝层组成，所述薄铝层包裹在表面带有钝化层的金属钙铝或金属钙实心圆形芯线的外部，最外层是光亮钢带包覆层。”该技术特征为具有三层结构的钙铝包芯线，方法是将钙铝包芯线进行钝化处理，提高了钙铝线的抗氧化能力，保证实心金属钙铝包芯线在运输和仓储期间不氧化，大幅度提高其存储时间。但该专利采用的是先制备钙铝合金芯线，再用铁皮包覆制成包芯线的工艺。其加温挤压过程会造成钙铝合金制备过程中铝和/或钙的氧化或挥发损失从而导致铝和/或钙的收得率低、钙铝包芯线中铝和/或钙的成分不稳定等问题。《新型芯线合金的研制》一文分别采用还原法和合成法试制了钙铝合金，并通过X光衍射和差热分析确定了合金的形态。该文只是研究钙铝合金的制备问题，而未涉及包芯线的制备和生产。综上可以看出，目前的钙铝包芯线生产方法主要是直接勾兑混合再包覆铁皮得到 (即先混后包工艺)或混合后先冶炼成合金再包覆铁皮得到(即先冶再成型再包覆工艺)。前者无法获得成分均匀稳定的钙铝合金。后者则未对钙铝进行密封，无法避免钙铝合金在非密封保护气氛条件下加热时钙铝的氧化和挥发问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对炼钢领域用的包芯线的特性，提供一种先密封后冶炼成型的炼钢脱氧用纯钙铝合金包芯线的生产方法，该方法的采用先密封包覆再边冶炼边成型的生产工艺，可有效提高铝和钙的收得率，降低生产成本。本专利技术的目的是这样实现的它包括如下工艺步骤(1)钙铝合金生产原料配料、混匀工艺即将金属钙和铝按任意比例进行混合；(2)钙铝合金生产原料装入模具及其密封工艺即在保护性气氛保护下，将混合均匀的钙铝料置于模具中并进行密封处理；(3)钙铝合金包芯线加热同时挤压成型工艺即在保护性气氛保护下，将模具中的混合料进行加热并随模具一起压缩成直径O. I 到30毫米的线材，随后冷却，待合金凝固后即制成用于炼钢脱氧用的纯钙铝合金包芯线。在步骤(I)中钙铝合金的原料铝粉和钙粉的优选摩尔比为I 9 :1。在步骤(2)中承装钙铝合金原料的模具为熔点高于金属铝、钙的金属，其可作为包芯线最终产品的外皮，炼钢领域用于包芯线生产的纯钙铝合金包芯线制备时，该模具的最佳材料是管壁厚度为O. 05 6毫米的圆钢管，该装料工艺为在装料过程中向装料体系内通入不易与金属铝和钙反应的气体，在此惰性气体保护条件下将原料装入到模具中，然后对模具进行挤压密封。在步骤(3)中钙铝混合料密封装在模具中后，在保护性气体保护下，对模具加热到 100 1490°C之间同时挤压模具，将其挤压成直径为O. I 30毫米的线材。采用本专利技术产生的积极效果1.本专利技术针对炼钢领域包芯线有钙铝合金单位用量小、需特殊成型(定径、细线)的特性，将钙铝合金的生产与制线工艺相结合，采用先密封包覆再边冶炼边成型工艺，即将金属钙和铝的熔化冶炼过程置于特殊的密闭模具内部进行，既可使包芯线一次成型，又能最大限度地避免采用熔兑法生产钙铝合金时钙铝的氧化及钙的挥发损失问题，因而可大大简化用于包芯线的纯钙铝合金的生产流程，并有效降低包芯线生产成本；2.以往钙铝包芯线中，芯线只是钙粉与铝粉的机械混合物，并未形成钙和铝的合金，因此铝只起到稀释钙的浓度的作用，而并未起到降低钙的蒸汽压的作用。本专利技术最终制成的是钙铝以互溶形式形成的纯合金，成分均匀、稳定。只有形成以这种化合物为主的合金，才能有效降低钙的蒸汽压，从而提高钙的回收率，减少喂线时钢水喷溅的倾向，大大降低炼钢成本。具体实施方式将金属铝和钙原料按任意比例(优选范围是铝粉和钙粉的摩尔比为I 9 :1)进行混合。原料混合均匀后，在保护性气氛保护下，将混合料装入模具中并进行密封处理(该模具为熔点高于金属铝、钙的金属，其可作为包芯线最终产品的外皮，炼钢领域用于包芯线生产的纯钙铝合金包芯线制备时，它的最佳材料是管壁厚度为O. 05 6毫米的圆钢管)，然后将模具加热到100 1490°C之间同时挤压模具，加热同时对体系通入保护气体进行保护， 挤压成直径为O. I 30毫米的线材。随后冷却，待合金凝固后即制成用于炼钢脱氧用的纯钙铝合金包芯线。实施例I :将金属铝粉和钙粉按摩尔百分比为I :1进行混合。原料混合均匀后，在氩气保护下，将混合料装入并挤压密封在一个管壁厚度为O. 05毫米的圆钢管。然后对密封后的模具在一电阻炉中在100°C条件下进行加热，加热同时对体系通入氩气进行保护，防止铝和钙的氧化和挥发损失。在加热的同时对模具进行挤压，制成直径O. I毫米的包芯线材。 该纯钙铝合金包芯线在A钢厂100吨钢包炉中喂线使用后，25炉的生产应用数据结果表明， 平均钙收得率达到35%。与传统包芯线相比，获得了较好的应用效果。实施例2 :将金属铝粉和钙粉按摩尔百分比为I. 5 :1进行混合。原料混合均匀后， 在氩气保护下，将混合料装入并挤压密封在一个管壁厚度为6毫米的圆钢管中。然后对密封后的模具在感应炉中在1490°C条件下进行加热，加热同时对体系通入氩气进行保护，防止铝和钙的氧化和挥发损失。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备炼钢脱氧用钙铝合金包芯线的方法，其特征是：它包括如下步骤：（1）钙铝合金生产原料配料、混匀工艺即：将金属钙和铝按任意比例进行混合；（2）钙铝合金生产原料装入模具及其密封工艺即：在保护性气氛保护下，将混合均匀的钙铝料置于模具中并进行密封处理；（3）钙铝合金包芯线加热同时挤压成型工艺即：在保护性气氛保护下，将模具中的混合料进行加热并随模具一起压缩成直径0.1到30毫米的线材，随后冷却，待合金凝固后即制成用于炼钢脱氧用的纯钙铝合金包芯线。

【技术特征摘要】
1.一种制备炼钢脱氧用钙铝合金包芯线的方法，其特征是它包括如下步骤(1)钙铝合金生产原料配料、混匀工艺即将金属钙和铝按任意比例进行混合；(2)钙铝合金生产原料装入模具及其密封工艺即在保护性气氛保护下，将混合均匀的钙铝料置于模具中并进行密封处理；(3)钙铝合金包芯线加热同时挤压成型工艺即在保护性气氛保护下，将模具中的混合料进行加热并随模具一起压缩成直径O. I 到30毫米的线材，随后冷却，待合金凝固后即制成用于炼钢脱氧用的纯钙铝合金包芯线。2.根据权利要求I所述的制备炼钢脱氧用钙铝合金包芯线的方法，其特征是在步骤 (O中钙铝合金的原料铝粉和钙粉的优选摩尔比为I 9 :1。3.根据权利要求I所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯丹，裴彦雪，张慧书，
申请(专利权)人：侯丹，裴彦雪，张慧书，
类型：发明
国别省市：