专利名称：铝粉包芯装置及其制备方法
技术领域：
本发明涉及冶金工程技术领域，尤其涉及一种用作炼钢脱氧剂或合金添加剂的铝粉包芯装置，以及该铝粉包芯装置的制备方法。
背景技术：
铝金属由于价格较低，与氧的亲和力大，在钢铁中形成氮化铝(AlN)时可以抑制晶粒的成长，达到提高钢材机械性质的目的，因此常用为炼钢过程中的脱氧剂或添加剂，目前铝金属通常以铝锭、铝块、铝粒及实心铝线等形状加入钢水中作为脱氧剂。以实心铝线作为脱氧剂为例，实心铝线直径由f 15mm不等，通过喂料机高速将实心铝线加入钢水中，实心铝线在上浮过程中融化在钢水中并与钢水中的自由氧发生反应，而达到脱氧的目的。由于实心铝线的比表面积较小，加入钢水后铝线很快浮至渣面却无法充分融化在钢水中，致使大部分铝金属无法作为钢水的脱氧剂或融入钢水中成为合金的添加剂，而与渣中的氧反应成为渣浮于钢水的表面上，不但造成成本的损失而且熔渣对钢水的纯净度也造成了负面的影响。以实心铝线作为脱氧剂时，铝金属的回收率仅为3(T40%;以实心铝块作为脱氧剂时，铝金属的回收率仅为10 15%。现有技术中还可利用钙与氧之间极好的亲和性，使钙与钢液中的自由氧发生反应而达到脱氧的目的，如公开号为CN201809392的中国公开专利申请。钙元素的沸腾温度为1480°C，但在钢铁冶炼过程中，钢水的温度通常达到1600°C，因此，当钙粉末进入钢水中将立即产生大量气泡，并且当气泡浮至钢水表面时，因为气泡破裂会发生严重的钢水飞溅现象，并产生大量浓烟，除了 造成环境污染外，作业过程中的安全及钢水飞溅造成成本的损失、渣面剧烈搅动对钢水纯净度均造成极负面的影响。此外，钙金属无法作为细化晶粒的元素，因此实务上纯钙包芯装置大多作为改变钢铁中硫化物形状的添加剂而不作为脱氧剂。有鉴于此，有必要提供一种包芯装置以解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种铝粉包芯装置，解决了铝脱氧效果差、回收率低且钢水纯净度低的问题。本发明还提供一种上述铝粉包芯装置的制备方法。为实现上述发明目的之一，本发明的具体技术方案如下一种铝粉包芯装置，其包括外包皮和填充在外包皮内的芯料，其中所述芯料为纯金属铝粉。作为本发明的进一步改进，所述铝粉为球型铝粉或不规则型铝粉或球型铝粉与不规则型铝粉的混合物。作为本发明的进一步改进，所述铝粉粒度大于或等于IOym且小于或等于2000u m。作为本发明的进一步改进，所述外包皮的整体呈纵长线状。作为本发明的进一步改进，所述外包皮的整体呈方形块状、或球状、或棒状、或带状。作为本发明的进一步改进，所述铝粉经过混合后，铝粉的松装密度大于或等于铝金属理论密度的45%。作为本发明的进一步改进，所述铝粉经过震动密实后，铝粉的震实密度大于或等于招金属理论密度的55%。作为本发明的进一步改进，所述外包皮为冷轧铝带、或冷轧钢带、或冷轧铝片、或冷轧钢片。作为本发明的进一步改进，所述外包皮为冷轧钢带时，芯料重量占铝粉包芯装置重量的45%以上。为实现上述另一发明目的，本发明的技术方案还可以是一种铝粉包芯装置的制备方法，其包括以下步骤
对金属料带进行预成形，以形成收容槽；
将松装密度为铝金属理论密度45%以上的纯金属铝粉芯料填充至所述收容槽内； 将收容槽进行收口，以形成铝粉包芯装置；
将所述铝粉包芯装置内收容的纯金属铝粉进行震动密实，以使铝粉的震实密度大于或等于铝金属理论密度的55%。相较于现有技术，本发明的有益效果是采用纯铝粉包芯装置作为脱氧剂可以提高钢水的脱氧效率，缩短 作业时间，降低生产成本。
图1为本发明铝粉包芯装置的一种具体实施方式
的横截面示意图。图2为图1所示的铝粉包芯装置的制备示意图。图3为图2所示的铝粉包芯装置制备方法的工艺流程图。图4为本发明铝粉包芯装置的另一种具体实施方式
的横截面示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。图1所示为本发明包芯装置100的一种具体实施方式
中的横截面示意图。本实施例中铝粉包芯装置为包芯线，呈纵长线状。包芯线100的横截面可以为圆形，但不限于圆形，在其他实施方式中也可设置为椭圆形、矩形等形状。包芯线100包括外包皮101和填充在外包皮101内的芯料102，芯料102为纯金属铝粉，铝粉可以为球型铝粉或不规则型铝粉或球型铝粉与不规则型铝粉的混合物，铝粉粒度大于或等于10 y m且小于或等于2000 u m。铝粉经过混合后，其松装密度大于或等于铝金属理论密度的45% ;铝粉经过震动密实后，其震实密度大于或等于铝金属理论密度的55%。外包皮101可以为冷轧铝带或冷轧钢带，当外包皮101为冷轧钢带时，芯料102重量占包芯装置100重量的45%以上。铝粉的重量比重因为粉末形状及填充松紧的不同而有极大的差异，铝粉充填密度越高，包芯线100加入的长度越短，脱氧的效率越高，成本越低。当外包皮101为冷轧铝带时，外包皮101也可作为脱氧剂，包芯装置100的脱氧效率更高。
如图2与图3所示，为本发明图1所示的包芯线制备方法的一种具体实施方式
。其可包括以下步骤
a:放带，将卷绕在钢带架上的金属料带在收排线机的作用下放带，金属料带可为冷轧铝带或冷轧钢带；
b :预成形，导入预成形辊，通过预成形辊对金属料带进行预成形，以形成收容槽；c :填充芯料，将松装密度为45%以上铝金属理论密度的纯金属铝粉芯料通过给料装置填充至所述收容槽内，铝粉为球型铝粉或不规则型铝粉或球型铝粉与不规则型铝粉的混合物，且所述铝粉粒度大于或等于10 m且小于或等于2000 u m ；
d :收口、折叠、咬合,将收容槽进行收口，并对已收口的金属料带的边缘进行折叠、咬合，以形成包芯装置；
e :震动密实，将所述包芯装置内收容的纯金属铝粉进行震动密实，以使铝粉的密度大于或等于铝金属理论密度的55% ；
f :精轧、卷绕，通过精轧设备将包芯装置整成预订形状，并卷绕在线轴上。包芯线在炼钢生产中应用时，先将包芯线卷安装到放线架上，而后通过喂线机和导管将包芯装置透过表面的渣层喂入盛有钢水的钢包底部，外包皮迅速融化而使铝粉与钢液中的氧结合而形成氧化铝或融于钢水中。由于铝粉的比表面积远大于实心铝线，铝粉在上浮过程中已充分与钢水中的自由氧发生反应，使用该包芯线作为脱氧剂可以减少未熔解而浮至渣层的铝粉的量，提高钢水的脱氧效率，缩短作业时间，同时还可以大幅提高铝金属的回收率，相比铝实心线的30%-40%的回收率，该包芯线可提升至60%-70%，可以大幅降低生产的成本。图4所示为本发明包芯装置200另一种具体实施方式
中的横截面示意图。本实施例中铝粉包芯装置为包芯块，其整体形状可以为方形块状，也可以为球状、或棒状、或带状等其他形状。本实施方式中 ，包芯块200的横截面为正方形，其包括外包皮201和填充在外包皮201内的芯料202，芯料202为纯金属铝粉，铝粉可以为球型铝粉或不规则型铝粉或球型铝粉与不规则型铝粉的混合物，铝粉粒度大于或等于10 U m且小于或等于2000 u m。铝粉经过混合后，其松装密度大于或等于铝金属理论密度的45% ;铝粉经过震动密实后，其震实密度大于或等于铝金属理论密度的55%。外包皮201可以由冷轧铝片或冷轧钢片卷饶而成。铝粉的重量比重因为粉末形状及填充松紧的不同而有极大的差异，铝粉充填密度越高，包芯块200加入的数量越少，脱氧的效率越高，成本越低。当外包皮201为冷轧铝片时，外包皮201也可作为脱氧剂，包芯块200的脱氧效率更高。包芯块在炼钢生产中应用时，可以将包芯块放入自动传送带上或由人工直接投掷，透过表面的渣层喂入盛有钢水的钢包底部，外包皮迅速融化而使铝粉与钢液中的氧结合而形成氧化铝或融于钢水中。由于铝粉的比表面积远大于实心铝块，铝粉在上浮过程中已充分与钢水中的自由氧发生反应。使用该包芯块作为脱氧剂可以减少未熔解而浮至洛层的铝粉的量，提高钢水的脱氧效率，缩短作业时间，同时还可以大幅提高铝金属的回收率，相比实心铝块的10%-15%的回收率，该包芯块可提升至30%-40%，可以大幅降低生产的成本。本发明外包皮可为冷轧铝带或冷轧钢带或冷轧铝片或冷轧钢片，以冷轧铝带或冷轧铝片包覆铝粉时，铝带或铝片也可作为脱氧剂，其脱氧效率更高。同时，使用该包芯装置可减少了钢渣的生成，提高了钢液的纯净度。另外，铝的回收率的提高，可以缩短钢水精炼处理的时间提高生产的效率，并有助于进一步提升钢的性能。应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范`围之内。
权利要求
1.一种铝粉包芯装置，其包括外包皮和填充在外包皮内的芯料，其特征在于所述芯料为纯金属铝粉。
2.根据权利要求1所述的铝粉包芯装置，其特征在于所述铝粉为球型铝粉或不规则型铝粉或球型铝粉与不规则型铝粉的混合物。
3.根据权利要求1所述的铝粉包芯装置，其特征在于所述铝粉粒度大于或等于IOym且小于或等于2000 iim。
4.根据权利要求1所述的铝粉包芯装置，其特征在于所述外包皮的整体呈纵长线状。
5.根据权利要求1所述的铝粉包芯装置，其特征在于，所述外包皮的整体呈方形块状、或球状、或棒状、或带状。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的铝粉包芯装置，其特征在于所述铝粉经过混合后，铝粉的松装密度大于或等于铝金属理论密度的45%。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的铝粉包芯装置，其特征在于所述铝粉经过震动密实后，铝粉的震实密度大于或等于铝金属理论密度的55%。
8.根据权利要求1所述的铝粉包芯装置，其特征在于所述外包皮为冷轧铝带、或冷轧钢带、或冷轧铝片、或冷轧钢片。
9.根据权利要求8所述的铝粉包芯装置，其特征在于所述外包皮为冷轧钢带时，芯料重量占铝粉包芯装置重量的45%以上。
10.一种铝粉包芯装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 对金属料带进行预成形，以形成收容槽； 将松装密度为铝金属理论密度45%以上的纯金属铝粉芯料填充至所述收容槽内； 将收容槽进行收口，以形成铝粉包芯装置； 将所述铝粉包芯装置内收容的纯金属铝粉进行震动密实，以使铝粉的震实密度大于或等于铝金属理论密度的55%。
全文摘要
本发明提供了一种铝粉包芯装置及其制备方法，所述包芯装置包括外包皮和填充在外包皮内的芯料，芯料为纯金属铝粉，铝粉为球型铝粉或不规则型铝粉或球型铝粉与不规则型铝粉的混合物，且铝粉粒度介于10μm与2000μm之间。本发明采用铝粉包芯装置作为脱氧剂可以提高钢水的脱氧效率，缩短作业时间，降低生产成本。
文档编号C21C7/00GK103045796SQ20111031176
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者胡立荣 申请人:胡立荣