一种合金包芯线及其在氧化物冶金中的应用制造技术

本申请属于冶金技术领域，具体涉及一种合金包芯线，包括：包覆层和包覆于所述包覆层内的包芯，所述包芯包括稀土金属和钛金属，可以改善合金包芯线氧化物夹杂的效果。改善合金包芯线氧化物夹杂的效果。改善合金包芯线氧化物夹杂的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种合金包芯线及其在氧化物冶金中的应用


[0001]本申请属于冶金
，具体涉及一种合金包芯线及其在氧化物冶金中的应用。

技术介绍

[0002]氧化物冶金是炼钢、材料领域全新的观点，其与人们认为非金属夹杂物对钢材性能有害的观点相反，氧化物冶金利用炼钢过程中生成的尺寸细小、弥散分布、成分可控的氧化物夹杂作为异相析出形核点，以改变钢的组织和晶粒度，使钢材具有优异的韧性、较高的强度尤其是优良的焊接性能，使钢中传统的夹杂物变害为利，同时大大减小为获得“纯净”钢水的成本。
[0003]通常于钢水中添加包芯线进行氧化物冶金，以改变钢材的力学性能，但是现有的包芯线加入钢水中，改善氧化物夹杂的效果较差，导致钢材的力学性能较差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种合金包芯线及其在氧化物冶金中的应用，以解决现有包芯线改善氧化物夹杂效果较差的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供了一种合金包芯线，包括：包覆层和包覆于所述包覆层内的包芯，所述包芯包括稀土金属和钛金属。
[0006]可选地，所述稀土金属为铈金属和/或镧金属。
[0007]可选地，所述包芯以重量百分数计包括稀土金属38～42wt.％和钛金属58～62wt.％。
[0008]可选地，所述包芯以重量百分数计包括稀土金属39.7wt.％和钛金属59.8wt.％。
[0009]可选地，所述包覆层为厚度1～3mm的空心层，其材质为低碳钢或纯铁。
[0010]本申请另一方面提供了上述合金包芯线在氧化物冶金中的应用。
[0011]可选地，包括以下步骤：
[0012]将粗炼的钢水进行弱脱氧，得到弱脱氧的钢水；
[0013]于弱脱氧的钢水中加入所述合金包芯线并搅拌，搅拌后将钢水进行连铸。
[0014]可选地，于钢水中添加所述合金包芯线的含量为0.8～1.5kg/t钢水。
[0015]可选地，所述粗炼的钢水中的酸溶铝含量小于50
×
10-6，硫含量为0.008wt.％～0.02wt.％；和/或
[0016]所述弱脱氧的钢水中的自由氧含量为30～60ppm。
[0017]可选地，所述搅拌为底吹氩气搅拌，搅拌时间为8～12min，搅拌后20min以内开始连铸。
[0018]与现有技术相比，本申请实施例具有以下有益效果：
[0019]本申请实施例所述的合金包芯线应用于氧化物冶金时，一方面合金包芯线中的稀土金属能够与钢水中的氧元素和硫元素形成稀土金属氧化物和稀土金属氧硫化物，有效去
除钢水中的自有氧，稀土金属氧化物和稀土金属氧硫化物在软吹过程中大量上浮去除，从而降低钢水中氧和硫含量，可以降低钢水中硫和氧含量，提高钢材的力学性能；
[0020]另一方面所述合金包芯线并不添加铁，纯钛金属，增加了包芯线的利用率，减少包芯线加入总量，且可以减小温降，同时避免杂质元素的带入，可提高氧化物冶金效果；
[0021]并且合金包芯线中的钛金属对弱脱氧钢水中的自由氧进行脱氧处理，生成大量弥散分布的钛氧化物夹杂，并利用稀土金属对钛氧化物夹杂进行改质处理，改质处理后生成细小且弥散分布于钢水中的复合夹杂物；且稀土金属易溶解于钢水，从而能更好的与钢水中钛氧化物夹杂接触，起到改质的效果；且复合夹杂物在钢水冷却时可成为硫化物形核的核心，从而有利于促进晶内形成取向杂乱、相互交叉连接的针状铁素体，能够为钢铁提供高强度和高韧性相结合的细化组织，进一步提高钢材的力学性能。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本申请一实施例采用合金包芯线处理后钢水中复合夹杂物扫描电镜及能谱分析图；
[0024]图2为本申请一实施例包含复合夹杂促进晶内针状铁素体的钢材扫描电镜图；
[0025]图3本申请一实施例经过氧化物冶金后钢材的金相组织图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0027]本申请实施例提供了一种合金包芯线，包括：包覆层和包覆于所述包覆层内的包芯，所述包芯包括稀土金属和钛金属。
[0028]在传统工艺中，因氧元素的活泼性，需要先对精炼的钢水除氧后再进行脱硫。在氧化物冶金过程中，需要在精炼工艺结束时保留含氧量，并通过加入合金，使钢中形成大量细小的氧化物夹杂物，从而起到细化晶粒的目的。但是精炼的钢水中含有自由氧，容易造成弱脱氧钢水脱硫困难，导致钢水硫含量超标，硫含量超标易使钢材产生热脆现象，降低钢材的性能。
[0029]本申请实施例中所述的包芯包含钛金属和稀土金属，并可能包括掺杂于钛金属和稀土金属中的杂质。包芯可以设置为粉末状，或其他可参与氧化物冶金的物质形态，在此不作具体限定。
[0030]稀土金属和钛金属一同加入钢液，钛金属对弱脱氧钢水中的自由氧进行脱氧处理，生成大量弥散分布的钛氧化物夹杂，并利用稀土金属对钛氧化物夹杂进行改质处理，改质处理后生成细小且弥散分布于钢水中的复合夹杂物；且稀土金属易溶解于钢水，从而能更好的与钢水中钛氧化物夹杂接触，起到改质的效果。
[0031]在钢水冷却过程中所述复合夹杂物可作为硫化物形核核心，形成以钛金属氧化物
为核心的复合夹杂物，可促进钢水生成取向杂乱、相互交叉连接的针状铁素体，能够为钢铁提供高强度和高韧性相结合的细化组织。
[0032]同时，稀土金属能够与钢水中的氧元素和硫元素形成稀土金属氧化物和稀土金属氧硫化物，有效去除钢水中的自有氧，稀土金属氧化物和稀土金属氧硫化物在软吹过程中大量上浮去除，从而降低钢水中氧和硫含量。
[0033]相比于钛铁包芯线，钛铁包芯线中钛的含量通常为50wt.％左右，并且还含有其他杂质，如铝、硅、硫等，需要加入一定量钛时，采用钛铁包芯线则物料加入总量相对较多，并且会带入更多的杂质；且较多物料的加入会造成钢水温降较大，而温度是钢水的生命线，因此控制钢水温度尤其重要。本申请实施例所述的合金包芯线并不添加铁，纯钛金属，增加了包芯线的利用率，减少包芯线加入总量，且可以减小温降，同时避免杂质元素的带入。
[0034]相比于含钛化合物包芯线，含钛化合物包芯线粒径较小，加入钢水中容易出现团聚，不能均匀分散。而本申请实施例加入钛金属，钛先溶解于钢水中，然后与钢水中自由氧生成钛氧化物，弥散分布，避免直接加入氧化钛产生的团聚问题；钛氧化物在钢水中通过扎钉在晶界上，起到细化晶粒的作用。
[0035]相比于只添加稀土包芯线，稀土包芯线只是对钢水起到夹杂物改质的作用，而本申请实施例先采用Ti对钢水脱氧处理，生成钛氧化物夹杂，并利用稀土对钛氧化物夹杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合金包芯线，其特征在于，包括：包覆层和包覆于所述包覆层内的包芯，所述包芯包括稀土金属和钛金属。2.根据权利要求1所述的合金包芯线，其特征在于，所述稀土金属为铈金属和/或镧金属。3.根据权利要求1所述的合金包芯线，其特征在于，所述包芯以重量百分数计包括稀土金属38～42wt.％和钛金属58～62wt.％。4.根据权利要求3所述的合金包芯线，其特征在于，所述包芯以重量百分数计包括稀土金属39.7wt.％和钛金属59.8wt.％。5.根据权利要求1所述的合金包芯线，其特征在于，所述包覆层为厚度1～3mm的空心层，其材质为低碳钢或纯铁。6.权利要求1～5任一项所述的合金包芯线在氧化物冶金中的应用。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖爱达，严立新，张波，梁亮，李光辉，郑庆，周剑丰，谢世正，刘浩，汪宏兵，汪雄，邓中秋，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：