包芯线及其应用和钒氮合金化钢水及其制备方法和一种钒氮微合金钢技术

本发明专利技术提供了一种包芯线及其应用，该包芯线包括：芯层和包裹所述芯层的外层，其中，所述芯层为含有钒氮合金、氮化硅铁、钛铁合金和铝丸的混合物。本发明专利技术提供了一种钒氮合金化钢水及其制备方法，该方法包括：将本发明专利技术所述的包芯线喂入待钒氮合金化的钢水中进行钒氮合金化。本发明专利技术提供了一种钒氮微合金钢，该钒氮微合金钢由本发明专利技术所述的钒氮合金化钢水浇铸而成。本发明专利技术的包芯线用于实现钢水钒和氮的合金化，能够依据需要有效增加氮含量而不影响钒含量，可在钢水需要的情况下生产氮含量更高的含钒钢，并且氮的回收率高且稳定。且采用本发明专利技术的包芯线进行钢水钒氮合金化得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金钢屈服强度和抗拉强度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包芯线及其在钢水钒氮合金化中的应用，以及一种钒氮合金化钢水及其制备方法，和一种钒氮微合金钢。
技术介绍
钒氮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。钒氮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。钒氮合金可用于结构钢，工具钢，管道钢，钢筋及铸铁中。钒氮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。由于直接将钒氮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钒氮合金用物理方法破碎，再用铁皮或钢皮包制成包芯线，钒氮合金形成包芯线的芯层，铁皮或钢皮形成包芯线的外层；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%。但该种方法应用在一些氮含量要求更高的品种上存在一定的局限性，因为该种氮化钒包芯线的氮含量受制于钒氮合金中氮和钒的比值，现有产品中钒氮合金通常有VN12、VN14和VN16三个牌号，一般情况下该三个牌号氮和钒的比值分别12：78(N:V)；14：78(N:V)；16：78(N:V)。可以看出氮和钒的比值最高为VN16的16：78，即合金中含有16%的N，含有78%的钒。因此，如果要生产氮含量更高的含钒钢，则必须相应喂入大量的氮化钒，随之而来的是钢中的钒含量也大量增加。而钒是比较贵重的金属元素，对于降低含钒钢的生产低成本是不必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够用于生产氮含量更高，且氮的回收率高且稳定的含钒钢的包芯线。为实现前述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种包芯线，该包芯线包括：芯层和包裹所述芯层的外层，其中，所述芯层为含有钒氮合金、氮化硅铁、钛铁合金和铝丸的混合物。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了本专利技术的包芯线在制备钒氮合金化钢水中的应用。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种钒氮合金化钢水的制备方法，该方法包括：将本专利技术所述的包芯线喂入待钒氮合金化的钢水中进行钒氮合金化。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供了按照本专利技术的钒氮合金化钢水的制备方法制备得到的钒氮合金化钢水。根据本专利技术的第五方面，本专利技术提供了一种钒氮微合金钢，其中，该钒氮微合金钢由本专利技术所述的钒氮合金化钢水浇铸而成。本专利技术的包芯线用于实现钢水钒和氮的合金化，能够依据需要有效增加氮含量而不影响钒含量，可在钢水需要的情况下生产氮含量更高的含钒钢，并且氮的回收率高且稳定。且采用本专利技术的包芯线进行钢水钒氮合金化得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金钢屈服强度和抗拉强度高。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术的包芯线的横截面剖视图。附图标记说明1    芯层          2    外层具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种包芯线，该包芯线包括：芯层1和包裹所述芯层1的外层2，其中，所述芯层1为含有钒氮合金、氮化硅铁、钛铁合金和铝丸的混合物。根据本专利技术的包芯线，一方面通过在芯层内加入氮化硅铁，可提高单位芯层的氮含量，利于生产氮含量更高的含钒钢，例如生产含钒0.05重量%、含氮0.015重量%以上的非调质钢，从而可避免过量加入贵重金属钒的现象发生，降低了生产成本。另一方面，氮化硅铁的加入不影响包芯线的使用性能，且在制备钒氮合金化钢水中氮的回收率高且稳定，且更进一步，由于本专利技术的所述芯层为含有钒氮合金、氮化硅铁、钛铁合金和铝丸的混合物，使得采用本专利技术的包芯线进行钢水钒氮合金化得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金钢屈服强度和抗拉强度高。根据本专利技术的包芯线，优选所述混合物中，钒氮合金的含量为50-94重量%，氮化硅铁的含量为4-15重量%，钛铁合金的含量为1-25重量%，铝丸的含量为1-25重量%。采用前述包芯线进行钢水钒氮合金化，氮回收率高且稳定，并且得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金钢屈服强度和抗拉强度高。根据本专利技术的包芯线，优选所述钒氮合金中N含量为10-18重量%，V含量为76-82重量%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素。前述钒氮合金例如可以为牌号为VN12（V含量为76.0-82.0重量%，N含量为10.0-14.0重量%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素），VN14（V含量为76.0-82.0重量%，N含量为12.0-16.0重量%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素），VN16的钒氮合金（V含量为76.0-82.0重量%，N含量为14.0-18.0重量%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素）。采用前述包芯线进行钢水钒氮合金化，氮回收率高且稳定，并且得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金钢屈服强度和抗拉强度高。根据本专利技术的包芯线，所述氮化硅铁的主要成分为Si3N4，伴随极少量游离铁、未氮化的硅铁和不可避免的其它一些杂质元素组成的混合物。针对本专利技术，优选所述氮化硅铁中N含量为32-39重量%，Si含量为48-58重量%，其余为少量的Fe和不可避免的其它杂质元素。采用前述包芯线进行钢水钒氮合金化，氮回收率高且稳定，并且得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金钢屈服强度高和抗拉强度高。根据本专利技术的包芯线，优选所述钛铁合金中Ti含量为25.0-45.0%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素，前述钛铁合金例如可以为牌号为FeTi30（Ti含量为25.0-35.0%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素）、牌号为FeTi40（Ti含量为35.0-45.0重量%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素）的钛铁合金。采用前述包芯线进行钢水钒氮合金化，氮回收率高且稳定，并且得到的钒氮合金化钢水浇铸后得到的钒氮微合金钢屈服强度和抗拉强度高。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包芯线，该包芯线包括：芯层和包裹所述芯层的外层，其特征在于，所述芯层为含有钒氮合金、氮化硅铁、钛铁合金和铝丸的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种包芯线，该包芯线包括：芯层和包裹所述芯层的外层，其特征
在于，所述芯层为含有钒氮合金、氮化硅铁、钛铁合金和铝丸的混合物。
2.根据权利要求1所述的包芯线，其中，所述混合物中，钒氮合金的
含量为50-94重量%，氮化硅铁的含量为4-15重量%，钛铁合金的含量为1-25
重量%，铝丸的含量为1-25重量%。
3.根据权利要求1或2所述的包芯线，其中，所述钒氮合金中N含量
为10-18重量%，V含量为76-82重量%，其余为Fe和不可避免的其它杂质
元素。
4.根据权利要求1或2所述的包芯线，其中，所述氮化硅铁中N含量
为32-39重量%，Si含量为48-58重量%，其余为少量的Fe和不可避免的其
它杂质元素。
5.根据权利要求1或2所述的包芯线，其中，所述钛铁合金中Ti含量
为25-45重量%，其余为Fe和不可避免的其它杂质元素。
6.根据权利要求1或2所述的包芯线，其中，所述铝丸中铝含量≥95
重量%，其余为不可避免的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，张国才，王义成，王建，邓通武，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51