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钢包喂实芯纯钙线工业试验及热力学验证
刘伟
【期刊名称】《天津冶金》
【年(卷),期】2018(000)004
【摘要】概述了在天钢炼钢厂1号LF精炼工序进行120t钢包喂实芯纯钙线的试验情况.试验结果表明:与原来喂硅钙线相比,实芯纯钙线在喂入过程中未出现卡线、断线等异常情况,喂线速度在2.3 m/s,平均喂线量在162.3 m/h,钙的平均收得率为16.9％,钙处理成本降低了3.31元/t.钙处理热力学分析和现场试验结果显示,120t 钢包的实芯纯钙线的喂线速度采用2.3 m/s是合理的.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】刘伟
【作者单位】天津钢铁集团有限公司技术中心,天津300301
【正文语种】中文
【相关文献】
1.实芯纯钙线在 LF 精炼过程中的试验 [J], 徐志成;张智涛
2.钢包喂实芯纯钙线的理论分析及工业试验 [J], 熊亚超;赖朝彬;帅勇;刘伟;李京社;
3.钢包喂实芯纯钙线的理论分析及工业试验 [J], 熊亚超;赖朝彬;帅勇;刘伟;李京社
4.实芯纯钙线和硅钙线钙处理效果比较及其工艺优化 [J], 吴辉强;王跃华;张建华
5.钢包喂实芯纯钙包芯线的工业性试验研究 [J], 谢志强;黄志勇;颜根发;金进文;徐产治;杨利康
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钙铁线等各类包芯线技术标准一、钙铁线1、技术标准：φ13mm，线径误差0-0.8mm。
Ca≥30%，Fe＜70%，H2O≤0.5%，钢带宽度0.35-0.45mm，其中芯粉重230-250g/m，芯粉要求包覆牢固、不漏粉、不开缝、不拆线、无虚包，芯粉质量均匀，表面光洁无油污，每千米接头小于2个。
Ca＜30%，按合同价÷（230×30%）×（低于标准的差额）进行扣款；Ca＜25%，退货，Ca＜22%，另考核10000元/次。
芯粉重量低于230g/m，按合同价÷230×（低于标准的差额）进行扣款。
芯粉重量低于210g/m，退货。
2、包装要求：以线圈形式发货，线圈架为焊接的钢结构支架，在运输过程中应无扭曲、变形、脱焊。
标识标牌需焊接在钢结构支架上，标牌上注明材料名称、厂家、生产日期、重量、批号等内容。
无外表有氧化、潮湿或松散、尺寸超标现象。
线圈外须有塑料外包装。
包装物不回收。
二、实芯纯钙包芯线1、技术标准：钙线直径（mm）：9.0±0.5、钙芯每米重量（g/m）：≥65、钙线米重（g/m）：≤220、千米接头≤2次。
Ca≥97.0%、Al≤0.80、Mg≤0.80。
钙回收率要求：月平均钙的回收率达到≥20%。
要求接头处过度平衡。
让步接收条款：①、64g/m≤钙芯每米重量＜65g/m，扣合同价款1.5%；63g/m≤钙芯每米重量＜64g/m，扣合同价款3.0%。
钙芯每米重量＜63g/m，退货。
②、96%≤钙芯纯度＜97%，扣合同价款1.5%，＜96%，退货。
③、每米重量＞220 g/m，退货。
④、钙回收率≥20%正常结算，18%≤回收率＜20%按合同价90%结算，回收率＜18%时，已使用的按合同价70%结算，未使用的作退货处理。
2、包装要求：应采用线圈形式发货，线圈架为焊接的钢结构支架，在运输过程中应无扭曲、变形、脱焊。
标识标牌需焊接在钢结构支架上，标牌上注明材料名称、厂家、生产日期、重量、批号等内容。
实芯纯钙线的钢水钙处理优势及发展前景随着现代工业科学技术的发展，对钢的性能要求越来越高。
而钢中非金属夹杂物是影响钢材性能的主要因素之一，有的甚至是决定性的因素。
提高钢水纯净度，降低钢中氧含量和氧化物夹杂，一直是钢铁冶炼中的一大难点。
目前，对纯净度要求较高的钢种大都采用铝进行预脱氧或终脱氧，但钢水的浇铸性不稳定，容易发生水口结瘤现象，结瘤物的主要组成为A l2O3。
因此要改善钢水的可浇性，必须最大限度地去除Al2O3夹杂，并对残余的Al2O3夹杂进行变性处理，使其形成低熔点的钙铝酸盐。
上世纪70年代，钢水钙质处理工艺开始出现，提高了钢水洁净度，有效防止中包水口结瘤，保证了连铸生产顺行。
而使用实芯纯钙线进行钢水钙处理，在国外早已广泛应用，特别是随着上世纪90年代薄板连铸技术的兴起和快速发展，实芯纯钙线的优势已被多数著名钢厂认同。
从2010年开始，实芯纯钙线实现国产化后，国内钢厂才逐步推广应用。
由于实芯纯钙线钙处理效果优良，并能取得良好的经济效益与社会效益，这两年在国内各钢厂推广十分迅速。
钙处理效果稳定性有待优化钢水钙处理就是以喷射冶金方法或喂线法将钙合金加入钢液深部，达到脱氧、脱硫，使非金属夹杂变性和去除有害微量元素等冶金效果的炉外精炼技术。
用铝脱氧的钢中，Al量足够时，脱氧产物主要是Al2O3夹杂呈簇状，其熔点高（2050℃），炼钢温度下为固态，连铸时易黏附在水口壁上，积累长大结瘤，会引起水口堵塞。
在钢材加工时，它在钢中呈链状或串状分布，恶化钢材内部和表面的质量。
采用钙处理技术，可使A l2O3夹杂变为低熔点的钙铝酸盐。
硫化物的变性处理，情况比较复杂，因为加进去的钙先要和氧起反应，氧降到一定程度之后，钙方能与硫反应生成CaS，或在CaO的外层起脱硫反应生成CaS，或与CaOAl2O3、CaO、Al2O3、SiO2等夹杂物起反应生成CaS，最后CaS均存在于这些夹杂物的外层。
使用钙处理控制非金属夹杂物形态时应特别注意加钙量，只有在[Ca]/[O]或[Ca]/[AI]和[C a]/[S]合适的条件下才能得到满意的结果。
高分子材料的发展历程及未来发展趋势高分子材料是一种具有高分子量的大分子化合物，由许多重复单元组成。
它们具有良好的机械性能、化学稳定性和可塑性，广泛应用于各个领域，如塑料、纤维、橡胶、涂料等。
本文将介绍高分子材料的发展历程以及未来的发展趋势。
一、高分子材料的发展历程高分子材料的历史可以追溯到19世纪末，当时科学家开始研究天然高分子材料，如橡胶和纤维素。
然而，直到20世纪初，人们才开始合成人工高分子材料。
在20世纪20年代，德国化学家赫尔曼·斯托德林成功合成了世界上第一个合成高分子材料——聚氯乙烯（PVC）。
从那时起，高分子材料的研究和应用得到了快速发展。
在20世纪50年代和60年代，聚合物的合成技术得到了进一步的改进，人们成功合成了许多新型高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
这些材料具有良好的机械性能和化学稳定性，被广泛应用于塑料制品的制造。
随着科学技术的不断进步，高分子材料的研究领域不断扩大。
在20世纪70年代和80年代，人们开始研究高分子材料的结构与性能之间的关系，并提出了一些新的合成方法和改性技术。
这些研究使得高分子材料的性能得到了进一步的提高，为其在更多领域的应用提供了可能。
二、高分子材料的未来发展趋势1. 可持续发展：随着环境保护意识的增强，人们对可持续发展的要求也越来越高。
未来，高分子材料的发展将更加注重环境友好型材料的研究和应用，例如生物可降解塑料和可回收材料。
这些材料可以减少对环境的污染，促进资源的循环利用。
2. 新型功能材料：随着科技的进步，人们对高分子材料的性能要求也越来越高。
未来，高分子材料的研究将更加注重新型功能材料的开发，如智能材料、光学材料、电子材料等。
这些材料具有特殊的功能和性能，可以应用于电子器件、传感器、医疗器械等领域。
3. 纳米技术的应用：纳米技术是当今科技领域的热点之一，它可以改变材料的性能和结构。
未来，高分子材料的研究将更加注重纳米技术的应用，通过控制材料的纳米结构，改善材料的力学性能、导电性能、光学性能等。
钢液钙处理的发展历程及应把握的趋势
武汉工业学院熊烈强
1906年，瓦茨（Watts）把CaSi加入到钢液中，发现能改善钢的纯净度。
1908年戈尔德史密特（Goldschmidt）指出CaSi是钢液的有效脱氧剂，此观点在1920年代被大量的试验证实。
——硅钙线的起源
1908年，盖伦基尔兴（Geilenkirchen）使用Al和Ca的混合物也得到了脱氧效果。
由此，人们认识到：含有Ca的合金是钢液的有效脱氧剂，因为脱氧产物比较轻，容易上浮到钢液表面。
1921年，安德生（Anderson）证实了纯钙金属的脱氧效果。
——纯钙线的起源1932年，曼特尔（Manteil）和哈迪（Hardy）提出了加钙的方法：把钙混入海绵铁或钢屑中压成小球或方块，用气枪射入钢液中，如图1。
——铁钙线的起源
图1 图2
1 钙的加入方法
1.1 原始法
在1950年前后，CaSi作为添加剂广泛用于炼钢中，常用的方法是把钙合金投入到炉内、出钢钢流、钢包或中间包，或在出钢前把钙合金放入钢包或中间包的底部，但出现CaSi处理效果不稳定，重现性差，钙收得率低。
1961年，德昂（Dunn）提出把钙合金放入插在铁棒端部的钢制篮子中或把钙合金填入钢管内，再插入钢液深部的方法。
——包芯线的起源
1970年，列宾斯基等研究发现，为抑制Ca产生的高蒸汽压，需将钙合金加入到钢液表面以下的深度。
——内部喂丝的依据
1.2 喷射法（TN法）
1974年，TN公司开发了用氩气喷吹含钙粉的技术，陶瓷喷管插入钢液表面以下2m处，钙粉（CaSi或CaC2）混入氩气流经喷管进入熔池底部，如图2。
喷射法的缺点：金属与空气接触，氮含量会增加，吸收氢气，粉末有爆炸的危险。
1.3 弹丸投射法（SCAT法）
1975年，日本住友公司把CaSi粉装入铝壳制成弹丸射入钢液中，如图3。
图3 图4
1.4 表面喂丝法（WF法）
1968年，卡特尔（Carter）发明了带V形槽喂丝轮的丝焊机。
1970年，这种丝焊机被移植到向钢液中喂铝线。
——喂丝机的起源
1971年，喂丝机用于喂钙线，如图4。
由于受丝焊机的影响，包芯线的直径只有4.8mm和7mm两种规格，钢壳厚度为0.2mm，咬口式。
芯材为纯Ca或Ca+Al 或CaSi粉剂。
——小直径包芯线的起源
1979年，菲泽尔（Pfizer）公司发明了带错开齿V形槽喂丝轮的喂丝装置，可喂直径2～15mm的线，优选直径3～8mm。
1988年，阿菲瓦尔（Affival）公司研制了咬口式双核包芯线，喂该线的喂丝轮为带纹路或非金属覆层的圆弧槽。
圆弧槽主要是尽量保持包芯线的圆截面、减小内应力，以消除受热后内应力引起的包芯线在钢液表面的卷曲，保持包芯线的刚度。
该公司还有矩形截面包芯线。
——矩形截面包芯线的起源
1990年代初，中国引进了喂丝技术。
仿制了带圆柱面齿形喂丝轮的喂丝机，咬口式包芯线主要是直径13mm，也生产了矩形截面包芯线。
直径13mm包芯线碾压后成11.5×16.5mm的扁平形，压痕深。
2005年，印度塔塔（Tata）公司试验了咬口式直径13、16、18mm包芯线，推荐使用大直径包芯线。
1.5 内部喂丝法（WL法）
1983年，菲泽尔（Pfizer）公司发明了带活塞气缸密封装置（如图5）的喂丝机，配星形喷嘴（如图6）喂丝枪可实现临界深度以下的内部喂丝。
密封装置和星形喷嘴需要圆截面包芯线，但大直径包芯线会增加密封件与包芯线之间的阻力和氩气流量。
图5 图6 2005年，注射合金（Injection Alloy）公司发明了焊接式高致密包芯线，如图7。
常用的规格为直径9mm，钢壳厚0.64mm。
国外应用实例如图8，钙收得率如
图9。
但在中国的喂丝设备中，收得率为19.73%。
图8
2 钙处理的发展趋势
2.1 包芯线芯材
合金钙包芯线，如CaSi线，在工业化生产中能够低成本获得，并且发现Si的存在能够提高钙收得率；复合钙包芯线，如CaFe线，其中加入Fe是为了增加包芯线的密度，在相同条件下，使所喂入的钙更接近钢包底部；真正起脱氧作用的是金属钙元素。
在检验合金/复合钙包芯线芯材中钙含量时，分辨CaO中的Ca有困难。
还原钙和电解钙在钙处理中差别并不大。
为保护钢铁企业的利益，维护包芯线行业的信誉，推荐生产、使用高致密还原钙芯材包芯线。
2.2 包芯线封口方式
在表面喂丝中，咬口式和焊接式都可以使用。
但咬口式在咬口处存在类三角空隙，会将空气带入钢液。
虽然可以加顶沟消除空隙，但在包芯线中存在预应力，受热后容易卷曲。
在内部喂丝中，焊接式效果更好。
推荐生产、使用焊接式包芯线。
2.3 包芯线截面形状
在表面喂丝中，对包芯线截面形状没有限制，圆、矩形甚至多边形均可。
在内部喂丝中，由于密封和喷嘴需要圆截面形状包芯线，但之前可以是非圆。
推荐生产、使用圆/类圆截面包芯线。
2.4 包芯线芯材外壳质量比
钙处理起脱氧作用的是芯材钙，外壳只是其包装物。
芯材外壳质量比越高，钢企钙处理的成本越低，考虑到钙密度（1.55g/mm3）和钢外壳密度（7.8g/mm3）以及外壳的必要厚度，推荐生产、使用芯材外壳质量比大于1的包芯线。
2.5 包芯线成形机、喂丝机和钢企的技术改造
包芯线成形机应借鉴焊管成形机进行技术改造。
国外某代理公司所指的普通喂丝机（约30万元/台）是没有活塞气缸密封装置的喂丝机，有活塞气缸密封装置的喂丝机（约500万元/台）专利从1983年开始生效，20年保护期已过。
但国内已有专门为普通喂丝机研制的内部喂丝技术，没必要再效仿活塞气缸密封装置的喂丝机。
国内应综合阿菲瓦尔（Affival）公司的喂丝轮，建议将圆柱面齿形喂丝轮改造成圆弧槽喂丝轮。
钢铁企业应对活动导丝管升降台进行适当改造，以适应内部喂丝所需要的升程。
喂丝技术是炼钢、铸造以及有色金属冶炼中的共性技术，喂钙丝只是其中的一种应用。
研究、生产、使用者应了解其前因后果，合理把握其趋势。
