新型含镁包芯线及其喂线技术.pptx

新型含镁包芯线及其喂线技术1处理成本最低的喂线加镁技术及产品单位时间向铁水中的加镁量相同的条件下,涂层镁线中的镁在铁水中的有效率与高镁合金包芯线中的镁基本相同;单位时间向铁水中的加镁量相同的条件下,钢带的消耗量是高镁合金包芯线的5560%;镁及稀土双线加入单独控制,孕育包芯线的长度可减少70%以上，涂层镁芯包芯线喂线球化与孕育的处理成本与冲入法相比，基本持平。2喂线加镁技术中的核心包芯线中的镁在喂入包底过程中的汽化现象：它揭示了不同结构的含镁包芯线的钢带在铁水中的失效时间及其影响因素。喂线加镁时，镁蒸汽在铁水中的分布状态：它揭示了镁在铁水中的有效率与反应强度的关系及如何控制镁在铁水中的反应强度3喂线加镁技术中的核心最佳喂线速度是指当钢带失效时将包芯线喂入包底的速度，即v=H/t。H：指铁水表面与包芯线反应点之间的距离；t：指钢带在铁水中的失效时间；因此，它不仅与处理铁水的高度有关系，还与所有影响钢带在铁水中失效时间的因素均有关系；处理铁水高度过高不一定会获得最佳有效率，PP增大，最佳喂线速度将随之增大，则PE值也会随之增大；镁的最高有效率不一定是最优成本，在这种情况下，如果包芯线单位长度钢带所占比例较高，则会增加处理成本。4现有含镁包芯线的缺陷传统结构的含镁包芯线是由钢带及含镁粉料构成的；在喂线过程中包芯线中镁的“过程汽化”现象会加速钢带的失效，使钢带不能充分发挥其载体的作用，即钢带的利用率降低；由于镁的“过程汽化”现象，导致喂入包底的喂线速度不仅与铁水的高度有关，而且与处理铁水的温度、芯剂粉料中镁的形态、粉料中含镁的比例及钢带的质量都有很大关系；包芯线单位长度粉料重量的波动、含镁粉料冶炼质量、成份偏差或混合偏析都会影响加镁量的准确性；通过减小包芯线线径来控制单位时间向单位铁水的加镁量，由于无法消除“过程汽化层”，而无法使反应强度与单位时间的加镁量形成对应关系。5理想的含镁包芯线结构 新型含镁包芯线的主要目的就是取消含镁包芯线在穿过铁水时所形成的熔化与汽化粉料层内的镁，或者当包芯线的钢带在铁水中失效时，其内部所含的镁仍处于固态。镁芯包芯线是由钢带包裹的孕育剂粉料及位于粉料层中心区域的一根或多根镁线构成；涂层镁芯包芯线与镁芯包芯线的区别是将镁线替换为涂层镁线；涂层镁实心包芯线与涂层镁芯包芯线的区别是将孕育剂粉料层换为壳质隔热层。6新型含镁包芯线的设计目标消除含镁包芯线的“过程汽化”，大幅度提高铁水获得单位重量镁时钢带的利用率，并降低反应的P值；使单位时间向单位重量铁水的加镁量与反应强度呈对应关系；使金属态镁在铁水中的有效率高于合金态的镁，降低喂线处理成本；处理成本目标：使喂线处理成本与冲入法相比基本持平或取得综合比较性优势，从而使铁水喂线加镁技术在行业内得到更为广泛的应用。7涂层镁芯包芯线中镁线涂层的作用为了证实涂层的作用，我们采用镁线直径为6mm、包芯线直径为15mm的镁芯包芯线、涂层镁芯包芯线和内线直径为6mm（钢带厚度0.35mm）的纯镁粉包芯线、包芯线直径为15mm的线芯包芯线，通过控制夹持间距的方式保证粉料隔热层的厚度的方式，以普通喂线机将包芯线喂入包底后再迅速退出铁水（处理温度1480，处理铁水高度400mm），评价镁线在铁水中的状态和涂层的作用，结果如下：1）钢带失效后的镁芯包芯线中的镁线已不复存在；2）涂层镁芯包芯线中的涂层镁线尚有约80mm以上的长度仍处于固态；3）线芯包芯线的内的纯镁包芯线尚有约120mm以上长度的钢带没有熔化；4）在包芯线中，涂层镁线与钢带厚度为0.35mm的包芯线相比，涂层的作用约相当于6070的钢带作用。8各类包芯线在铁水中镁的存在状态对比 图1：镁芯包芯线图2：涂层镁芯包芯线图3：含镁线芯包芯线图4：涂层镁芯包芯线与含镁线芯包芯线的对比9各类含镁包芯线镁与铁水反应时的铁水高度6005004002003001003.02.01.0钢带的失效时间S包芯线开始反应时的铁水深度 mmABCD指包芯线的钢带厚度相同、单位长度含镁量相同、喂线速度相同的条件下10相同处理温度下，涂层镁芯包芯线在不同反应区域的反应状态包芯线规格：外径13mm、钢带0.4mm、涂层镁线45g/m、粉料层孕育剂。喂线参数：铁水温度1520，铁水高度410mm。使用镁芯线专用喂线机。n喂线速度9.8 m/min （8）喂线长度816mn喂线速度8.5 m/min （9）n喂线长度8.16mn喂线速度8.0 m/min （10）n喂线长度8.16mn喂线速度6.4 m/min （11）n喂线长度8.16mn喂线速度8.6 m/min （12）n喂线长度8.16mn喂线速度8.1 m/min （13）n喂线长度8.16m11相同处理温度下，涂层镁芯包芯线在不同反应区域的反应状态包芯线规格：外径13mm、钢带0.4mm、涂层镁线58.2g/m、粉料层孕育剂。喂线参数：铁水温度1527，铁水高度410mm。使用镁芯线专用喂线机。n喂线速度12.8 m/min （1）n喂线长度10mn喂线速度11.4 m/min （3）n喂线长度8.16mn喂线速度10.34 m/min （2）n喂线长度8.16mn喂线速度10.0 m/min （4）n喂线长度8.16mn喂线速度8.74 m/min （5）n喂线长度8.16mn喂线速度8.5 m/min （7）n喂线长度8.16m12相同处理温度下，涂层镁芯包芯线在不同反应区域的反应状态包芯线规格：外径13mm、钢带0.4mm、涂层镁线69g/m、粉料层孕育剂。喂线参数：铁水温度1520，铁水高度410mm。使用镁芯线专用喂线机。n喂线速度8.3 m/min （14）n喂线长度8.1mn喂线速度7.6 m/min （15）n喂线长度5.02mn喂线速度7.3 m/min （16）n喂线长度5.02mn喂线速度9.7 m/min （17）n喂线长度5.02mn喂线速度7.2 m/min （18）n喂线长度5.02m试验条件及装置13相同处理温度下，涂层镁芯包芯线在相同反应区域内的不同反应强度n涂层镁线45g/mn喂线速度9.8 m/min （8）n喂线长度8.16mn涂层镁线58g/mn喂线速度10.0 m/min （4）n喂线长度8.16mn涂层镁线69g/mn喂线速度9.7 m/min （17）n喂线长度5.02m包芯线规格：外径13mm、钢带0.4mm、粉料层孕育剂。喂线参数：铁水温度1520，铁水高度410mm。使用镁芯线专用喂线机。14相同处理温度和同样包芯线参数下，涂层镁芯包芯线与高镁合金包芯线的反应状态包芯线规格:12mm的含镁30的高镁合金包芯线,单位长度含镁量为49.5g/m。喂线参数:铁水高度0.45m；喂线速度为19m/min；喂线长度为5m。包芯线规格:外径15mm、内径为6mm的涂层镁芯包芯线；单位长度的含镁量为49g/m。喂线参数:铁水高度为0.45m；喂线速度为16m/min；喂线长度为5m。包芯线规格：13mm含镁25的高镁合金包芯线，单位长度的含镁量为51.3g/m。喂线参数：铁水温度1500，铁水高度0.4m；喂线速度为15m/min；喂线长度为7.5m。包芯线规格：外径13mm、内径为5.5mm的涂层镁芯包芯线，粉料层为6#合金；单位长度含镁量为51.4g/m。喂线参数：铁水温度1500，铁水高度0.4m；喂线速度为13m/min；喂线长度为7.5m。15钢中加镁的反应强度控制包芯线规格：钙铁包芯线；单位长度含钙量为72g/m。喂线参数：处理钢水温度为1557，铁水高度为0.4m；喂线速度为15m/min；喂线长度为4.52m。包芯线规格：外径13mm、内径为2mm 的镁芯包芯线，隔热粉料层为聚渣剂；单位长度的含镁量为5.5g/m。喂线参数：钢水温度1541，钢水高度0.4m；喂线速度为15m/min；喂线长度4.56m。包芯线规格：外径13mm、内径为3mm 的镁芯包芯线，隔热粉料层为聚渣剂；单位长度的含镁量为12g/m。喂线参数：钢水温度1541，钢水高度0.4m；喂线速度为15.85m/min；喂线长度为4.52m。包芯线规格：外径13mm、内径5mm 的镁芯包芯线，隔热粉料层为聚渣剂；单位长度的含镁量为34g/m。喂线参数：钢水温度1545，钢水高度0.4m；喂线速度为15m/min；喂线长度为5.02m。16新型含镁包芯线的优势世界上处理成本最低、加镁量最为精确、残镁量范围最窄、反应强度可控的喂线技术和含镁包芯线产品；由于钢带的失效时间的大幅度延长及镁线涂层的作用，涂层镁芯包芯线是含镁包芯线产品中钢带利用率最高的产品；由于镁线的存在，使其能在穿过铁水时保持较好的强度，不易弯曲，是最容易插入包底区域反应的产品；最容易适应不同处理铁水的温度及不同的处理铁水高度。17新型含镁包芯线的基本应用技术包芯线通过喂线机后，保持其截面形状基本不变的喂线技术；最佳喂线速度及不同厚度的钢带在铁水中的失效时间；如何控制涂层镁芯包芯线反应时的P平均值和P瞬间值。对镁芯包芯线进行预调直，并使包芯线在通过喂线机后仍保持圆形的低速喂线机及其控制系统；使镁芯包芯线适合各类处理站的辅助系统及控制系统。18新型含镁包芯线应用的技术方案喂线过程中加镁量与稀土加入量单独受控的喂线技术方案；小包铁水（200500kg/包）处理时间受控的喂线技术方案；不同含硫量铁水无钛生产蠕墨铸铁的喂线技术方案；一根线进行球墨铸铁的球化与孕育处理的喂线技术方案;纯镁喂线的球化衰退挽救技术方案；纯镁球化、孕育复合包芯线进行球化、孕育衰退挽救的技术方案。19新型含镁包芯线的成本分析钝化镁粉包芯线单位长度的含镁量g/m20￥/kg70656055504540353025包芯线中单位重量镁的成本图13 包芯线单位长度含镁量不同时与单位重量镁的成本关系191817高镁合金涂层镁线1620含镁包芯线处理成本的制约条件 喂线成本取决于包芯线中的镁在铁水中有效率的高低和同时所消耗的钢带成本的高低，即在包芯线价格的基础上，铁水获得单位重量的有效镁所付出的镁的烧损代价和所付出的钢带的消耗的代价。铁水在高镁合金包芯线中获得单位重量镁所付出的镁的烧损代价和所付出的钢带的消耗的代价或成本计算。铁水在涂层镁芯包芯线中获得单位重量镁所付出的镁的烧损代价和所付出的钢带的消耗的代价或成本计算。暂未找到合适的评价方法暂未找到合适的评价方法21新型含镁包芯线在处理成本方面已取得的数据或相应依据（一）喂线加镁的镁蒸汽泡是高度聚集的反应，与MAP法类似，但受控程度明显优于MAP法；高镁合金包芯线中的镁在铁水中的有效率的极限情况一般为3842；涂层镁芯包芯线中的镁的有效率已初步证明高于高镁合金包芯线；目前已取得的数据说明：在喂线法中处理铁水量的大小与镁在铁水中有效率的高低不呈线性关系，处理铁水的高度对镁的有效率的影响也不呈线性关系，因此，其处理成本的差异主要与钢带的比例有关。MAP法是指将表面敷有一定厚度耐火面料的纯镁置于耐火材料制成的容器中直接压入铁水底部的处理方法，镁在铁水中的反应起始时间及汽化率，可以通过改变面料层厚度和浸敷面料的局部面积大小来控制。面层很薄、裸露面积较大时，反应时间仅为数秒。面层约6mm（多层浸渍）时，反应时间可延长至几分钟；该方法的费用低于硅铁镁合金冲入法，镁的有效率与处理的铁水量有关。1450处理36吨铁水时，镁的有效率为50左右，处理12吨铁水时为20左右。22新型含镁包芯线在处理成本方面已取得的数据或相应依据（二）涂层镁芯包芯线钢带在铁水中的失效时间较高镁合金包芯线增加了约1.2秒，在与高镁合金包芯线单位时间的加镁量相同的情况下，包芯线单位长度的含镁量可增加40，因此，可大幅度降低铁水获得单位重量有效镁时，所消耗的钢带的代价；我们已经完成了包芯线单位长度含镁量为80g/m的涂层镁芯线加镁试验，反应状态与高镁合金相比，在单位时间向单位重量铁水加镁相同的条件，基本一致；在处理铁水重量为300kg包、处理温度为1520的条件下，采用单位长度含镁量为45g/m的涂层镁芯包芯线，在镁的有效率上与单位长度含镁量为30g/m的高镁合金包芯线相同，或略有提高。在一定条件下，是否达到MAP法中的高限有效率需要进一步试验，如果能够实现，长城须崎的大包加镁量则仅为1000g/t左右。23采用新型含镁包芯线喂线处理与冲入法处理成本完全持平的条件比较条件：原铁水含硫量0.035；与单位长度含镁量相同的高镁合金包芯线相比，售价降低10001500元吨时；与冲入法相比，残镁量与终硅量相同时。在上述条件下，与冲入法成本完全持平的条件球化剂加入量为1.4时，球化剂价格为8000 元吨时；采用的涂层镁线直径大于5.5mm（45g/m)、吨铁水的加镁量小于1100g时,最好为1000g。24采用涂层镁芯包芯线处理300kg/包铁水的处理成本分析当有效率为35,残镁量0.04时；采用5.5mm的涂层镁芯线，喂线长度为25.4m/t，加镁量为1142g/t，加硅量为0.31，直接处理成本为124130元吨；采用6.0mm的涂层镁芯线，喂线长度为23.3m/t，加镁量为1142g/t，加硅量为0.28，直接处理成本为118127元吨（已含补硅成本约为2025元吨）；冲入法的处理成本约为110120元吨。当有效率为40时,残镁量0.04时；采用5.5mm的涂层镁芯线，喂线长度为22.2m/t，加镁量为1000g/t，加硅量为0.28，直接处理成本为113120元吨；采用6.0mm的涂层镁芯线，喂线长度为20.4m/t，加镁量为1000g/t，加硅量为0.25，直接处理成本为108116元吨（已含补硅成本约为2025元吨）；冲入法的处理成本约为110120元吨。已验证可超过此预期！需要进一步测量并优化！25采用涂层镁芯包芯线处理5000kg/包以上铁水的处理成本预测与高镁合金的有效率相同时；与震雄的有效率4042相同时，采用单位长度含镁量为69g/m的涂层镁芯线，处理成本为100110元吨，残镁量0.04；与须崎的有效率相同30，采用上述包芯线的处理成本为为130140元吨（不含重稀土成本）残镁量0.048。采用同样的镁芯线，与MAP法的有效率相同时，即镁的有效率为50时；须崎的处理成本为100110元吨（不含重稀土成本）；震雄的处理成本为90100元吨（不含重稀土成本）。需要进一步测量并优化！26采用涂层镁芯线进行喂线处理需要继续探讨的问题大包处理中P 平均值和P瞬间值的与单位时间加镁量的关系及相互影响和如何调整的问题；与高镁合金包芯线相比，在不同处理条件下，镁的有效率提高的幅度大小的具体值问题；涂层镁芯包芯线参数的优化设计与其极限有效率的问题。27