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3.3 喂实芯钙线时不同钢种对钙收得率的影响 27
3.4 供钙速度对收得率及喷溅情况的影响 30
4.结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 前言
1.1 包芯线概述
1.1.1 包芯线技术现状及发展概况
将金属钙单独包覆制成包芯线称为纯钙线，将金属钙与一定比例的铁粉混合包覆制成的包芯线称为钙铁线，目前国内外钢铁企业对低碳、超低碳、低硅钢种及对夹杂物形貌、数量要求严格的纯净钢进行钙处理主要使用钙铁包芯线[1]。
包芯线技术( 又称喂线技术) 是先将欲加入钢水中的各种添加剂( 脱氧剂，脱硫剂，变质剂，合金等) 破碎成一定的粒度，然后用冷轧低碳钢带将其包扎成为一条具有任意长度的复合材料( 即通常所说的包芯线) ，然后借助于包芯线喂线机组，使规定数量的包芯线以一定速度穿过渣层，并达到装有钢水或铁水的钢包或铁水包的底部附近。随着包芯线包皮在该处的不断熔化被其包裹着的添加剂也将不断地被释放到钢水或铁水中。通过添加剂与其周围钢水或铁水的相互作用，从而达到炉外对被处理溶液进行脱氧，脱硫，微合金化，成分微调以及变质处理，改善被处理材料的使用性能，提高其洁净度等目的[2]。
目前，国内需要用金属钙进行钙处理的钢占总产量的12～15%，采用金属钙处理的钢每年约在6000万t；需要进行钙处理的钢中钙的含量基本要求在0.0020～0.0050%之间，平均在0.0026%，钙的回收率基本在10～18% ，因此，每万吨钙处理钢需要2.27t金属钙，年金属钙的用量在1.35万t以上，国内金属钙生产能力可完全满足钢铁企业的需要。纯钙与钢水接触后反应激烈，钢包钢渣的翻腾与飞溅较厉害。由于上述两大原因，钙加入钢液中的钙平均收得率ηCa是比较低的，ηCa只有1～5%；改进后的压入法，也只有3～7%；20世纪60年代出现喷粉法，ηCa提高到6～10% ；20世纪80年代出现的喂硅钙线法，ηCa提高到10～18%，而采用喂实芯纯钙包芯线，ηCa可提高至18～30%[1]。
1.1.2 纯钙包芯线在炼钢生产中的作用
现在应用的是钢包喂钙线方法。它是将钙合金（Ca、Ca-Si、Ca-Fe等）用钢皮包裹制成包芯线，通过喂丝机的导引管将其以很高的速度插入钢液。喂丝过程中同时伴随惰性气体搅拌，以增加Ca蒸汽泡在钢液中的停留时间和良好的混合。这种方法在全世界的钢铁企业中得到了广泛应用并取得了极大成功。钢包喂钙线的主要处理效果有：
（1）改变钢中夹杂物的组织和形态
改变钢中夹杂物的组成和形态，提高钢的力学性能，纯钙芯线的喂入，有效地防止了铝镇静钢中链状氧化物的形成，而且使钢中的硫化物和氧化夹杂物球化，MnS夹杂基本消除，Al2O3型夹杂转变为典型的mCaO•nAl2O3夹杂物，同时使夹杂物在钢中的数量减少，由于钢中夹杂物的球化形变和量的减少，使钢材的力学性能得到改善和提高，尤其显著改善钢的横向冲击韧性、塑性和热加工性能。经钙处理后钢种夹杂物的组成和形态变化如图1.1[3]所示。
图1 .1经Ca处理后夹杂物性质和形态的变化(示意图)[3]
（2）减少和消除连铸时的水口堵塞
生产铝镇静钢时，高熔点的脱氧产物Al2O3，连铸过程中在水口四周集结，限制了钢水流的畅通，有时将水口全部堵塞，影响生产的正常进行。喂入纯钙芯线进行Ca处理后，高熔点固态的Al2O3和硅酸铝转变为铝酸钙(mCaO•nAl2O3)，因其熔点低，在浇铸温度下呈液态，从而避免了在水口集结，消除了堵塞水口现象。
（3）使合金元素回收率提高且稳定