譚 楓，王利民

(1.黑龍江省冶金研究所，哈爾濱150040;2.嫩江縣鑫川礦業(yè)公司)

國外在1975年將鋼包喂線技術(shù)投入應(yīng)用，我國是在上世紀(jì)九十年代研發(fā)成功喂線技術(shù)并納入精煉工藝。喂線技術(shù)是將各種冶煉用添加劑(脫氧劑、脫硫劑、變質(zhì)劑、合金等)破碎成一定的粒度(通常為2mm以下顆粒)，用冷軋低碳鋼帶將其包復(fù)成包芯線，借助喂線機(jī)將預(yù)定長度的包芯線以一定的速度穿過渣層，隨著包芯線外層鋼帶不斷熔化，被其包裹的添加劑迅速熔化后進(jìn)入鋼液。添加劑不斷在鋼包內(nèi)擴(kuò)散熔化，與周圍鋼液相互作用，參與脫氧、脫硫、微合金化、成分微調(diào)以及變質(zhì)處理。

1 喂線技術(shù)的三要素

喂線技術(shù)由三部分構(gòu)成，即喂線技術(shù)三要術(shù)素:包芯線、喂線機(jī)和喂線工藝。利用喂線技術(shù)向熔液中加入冶煉用添加劑，所加入的添加劑具有如下特點(diǎn):①熔點(diǎn)或沸點(diǎn)低;②密度小;③在鋼液或鐵液中的溶解度小;④與氧親合力強(qiáng);⑤蒸汽壓力大;⑥易生成有毒蒸汽或反應(yīng)煙塵。由于所加入的冶煉用添加劑與金屬液之間的反應(yīng)是在熔液內(nèi)部進(jìn)行，因而可以避免合金元素被空氣和熔渣氧化燒損;又由于這一反應(yīng)是在具有一定靜壓頭的熔液深處進(jìn)行，因而能使添加劑或其蒸汽與被處理金屬之間有較大的接觸面積和較長的反應(yīng)時(shí)間，所以金屬液內(nèi)部的各種反應(yīng)進(jìn)行得更加充分。與其它精煉處理方法相比，喂線技術(shù)具有如下一些優(yōu)點(diǎn):①合金收得率高，添加劑用量少;②加入合金量精確，結(jié)果重現(xiàn)性好;③收效快，處理成本低;④喂線處理設(shè)備單重小，占地空間小，操作安全可靠;⑤環(huán)境污染輕;⑥容易實(shí)現(xiàn)處理作業(yè)的機(jī)械化或自動(dòng)化。

2 包芯線制造技術(shù)

2.1 包線機(jī)的工作原理

圖1 包線機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

包線機(jī)的成形原理類似焊管機(jī)組，平輥和立輥交互排列，鋼帶經(jīng)過矯正輥、包線輥和壓實(shí)輥等十余套成形輥。如包線機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1所示，主要成形路線:帶鋼→鋼帶點(diǎn)焊→成形→加粉劑→鎖口→壓實(shí)→排線→卷取→稱重和檢驗(yàn)→包裝→成品。冶煉用的包芯線用厚0.25～0.4mm，寬45～55低碳鋼冷軋鋼帶，通過包線機(jī)將添加劑材料包復(fù)壓實(shí)，包制成?(10～16)mm的包芯線，將包芯線卷取成卷，每卷重約500～1 500kg，每卷芯線長度為1 500～2 500m。

2.2 包芯線加工過程的注意事項(xiàng)

(1)鎖口虛接

由于成形輥磨損或者更換粉料品種，料重和落料速度發(fā)生變化，帶鋼成形出現(xiàn)偏差，鎖口過小，鎖口強(qiáng)度不夠牢固，經(jīng)過排線機(jī)和喂線機(jī)的反復(fù)輾壓后，容易開裂，影響喂線效果。包線時(shí)要極時(shí)更換成形輥，尤其受力較重的水平輥。包線前還要除掉帶鋼軋制后為防止帶鋼銹蝕涂的機(jī)油。

(2)粉料不均

如果粉料受潮或結(jié)塊，粉料在料倉出料口易搭料，粉料過少。粉料破碎加工時(shí)混入大顆料，也會(huì)影響下料量。所以，包線中既要保證粉料干燥，防止結(jié)塊，又要避免混入大顆料粉料?？梢栽诹蟼}口放置篩網(wǎng)，避免落料時(shí)的粉料不均。

(3)斷線

用點(diǎn)焊機(jī)連接帶鋼時(shí)一定要對接整齊，焊接牢固，避免虛焊。帶鋼接頭通過包線機(jī)時(shí)阻力大，帶鋼在成形輥中容易打滑，包線機(jī)空轉(zhuǎn)，需要密切跟蹤，遇到異常及時(shí)處理。包制包芯線時(shí)如果發(fā)生斷線，處理過程比較繁瑣，連接處要做緊固連接，防止排線和喂線時(shí)出現(xiàn)二次斷裂。

(4)包芯線排線不齊

卷取包芯線時(shí)，如果包芯線間距過大，或者放線架邊部包芯線排列混亂，包芯線就會(huì)相互纏繞，喂線時(shí)抽線困難甚至?xí)纬伤澜Y(jié)，中斷喂線。包芯機(jī)在運(yùn)輸?shù)踹\(yùn)時(shí)如果發(fā)生碰撞，造成碰撞或散卷，一定要及時(shí)處理，否則會(huì)影響正常喂線。

3 喂線機(jī)

3.1 喂線機(jī)工作原理

將包芯線卷吊至放線架上，通過喂線機(jī)將包芯線加入到鋼包中。調(diào)整喂線速度，使包芯線在鋼包中熔化恰到好處，達(dá)到最佳精煉效果。圖2為喂線機(jī)工作過程示意圖。將包芯線送入喂線機(jī)壓線輪和送線輪之間夾緊，送線輪在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠兩輪間的夾緊力牽引包芯線通過喂線導(dǎo)管快速插入鋼水中。喂線機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、控制方式有以下幾種，壓下方式可分為氣動(dòng)壓下和彈簧壓下;驅(qū)動(dòng)方式可分為電機(jī)直拖與減速機(jī)拖動(dòng);控制方式可分為單板機(jī)控制和PLC控制等。

3.2 喂線機(jī)常發(fā)故障及解決措施

喂線機(jī)主要安放在精煉工位上，現(xiàn)場工況環(huán)境差，喂線機(jī)使用頻率高，喂線過程中常會(huì)出現(xiàn)如下堵線、打滑、跑線和斷線等故障，防止這些故障有解決措施如下。

(1)防止堵線

將導(dǎo)管半徑由700mm增大到1 000mm，通過改變導(dǎo)管曲率減小進(jìn)線阻力;導(dǎo)管內(nèi)徑不得小于50mm，減小鋼渣飛濺或結(jié)瘤時(shí)對管徑的堵塞。喂線后及時(shí)清理導(dǎo)管內(nèi)殘留物，結(jié)瘤過多時(shí)及時(shí)更換導(dǎo)管;每次喂完線后把包芯線頭退至導(dǎo)管端口外便于下次喂線。

(2)防止跑線

喂線前，吹A(chǔ)r攪拌翻動(dòng)鋼液使渣殼破裂，調(diào)整喂線管出線角度(與水平成75°角)，防止芯線回勾跑偏;適當(dāng)降低端出線管口與液面之間的距離，將出線擺動(dòng)范圍控制在鋼包口范圍內(nèi);強(qiáng)化喂線管支撐桁架，增加支撐桁架穩(wěn)定性，防止喂線導(dǎo)管擺動(dòng)幅度過大。

(3)防止打滑

增加送線輪和壓緊輪齒距，加大齒高，增加摩擦;適當(dāng)加大送線輪直徑，不小于90mm，保證足夠的咬入角;調(diào)整好夾緊機(jī)構(gòu)壓力，喂芯線時(shí)一般壓力為0.4～0.5MPa，喂鋁線時(shí)一般壓力為0.25～0.35MPa，以保證喂線順暢。

(4)防止斷線

杜絕無故進(jìn)行反復(fù)進(jìn)退線操作，防止芯線破損;優(yōu)化設(shè)計(jì)喂線輪齒型，最好進(jìn)行表面噴砂鈍化處理，可以有效防止“咬線”;通過平緩調(diào)節(jié)變頻器，降低喂絲沖擊速度，避免喂線速度陡變;把好包芯線質(zhì)量關(guān)。這些措施都可以有效防止斷線發(fā)生。

隨著四線喂線機(jī)的成功投放使用，遇到上述問題時(shí)，如果現(xiàn)場不能快速處理，便可啟用備用喂線口，不會(huì)影響正常工藝流的順行，保證喂線機(jī)工作效率。

4 喂線工藝

圖2 喂線機(jī)工作過程示意圖

喂線設(shè)備制造方根據(jù)需方要求定制加工包線機(jī)和喂線機(jī)，現(xiàn)在包線機(jī)和喂線機(jī)已成系列可供各種精煉平臺使用，包芯線種類有CaSi線、FeTi線、S線、FeB線、C線、Mg線、RE線等。CaSi線適用于鋼水脫硫、脫氧、并改善鋼中夾雜物形態(tài);Fe-Ti線，用于微合金化及脫氧;S線，冶煉切削鋼時(shí)用于增硫;FeB線，用于微合金化;C線，用于鋼中增碳;純鎂線、鎂合金線用于球墨鑄鐵的脫硫球化處理;RE線用于鑄鐵生產(chǎn)孕育處理。根據(jù)冶煉工藝要求經(jīng)試驗(yàn)得出具體喂線操作數(shù)據(jù)，如:喂線溫度、喂線量、喂線速度、喂線時(shí)間，如果多重喂線，還要安排喂線秩序;如果遇到特殊種類喂線，還要調(diào)整吹氬強(qiáng)度。這些工作需要現(xiàn)場多方協(xié)調(diào)有機(jī)配合。喂線機(jī)術(shù)經(jīng)過二十年的發(fā)展，累積了大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，隨著冶煉工藝和喂線技術(shù)的發(fā)展，這些喂線參數(shù)也要隨之更新。

5 結(jié)語

生產(chǎn)實(shí)踐表明，喂線工藝在脫氧、脫硫、進(jìn)行微合金化以及改變鋼中夾雜物形態(tài)等方面的作用顯著。為使喂線工藝更好適應(yīng)新的冶煉裝備，提檔升級，充分發(fā)揮喂線工藝的技術(shù)優(yōu)勢，黑龍江省冶金研究所在包芯機(jī)和喂線機(jī)設(shè)計(jì)中，建立了一套科學(xué)合理的設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，建模結(jié)合仿真摸擬，緊跟國外最新發(fā)展態(tài)勢，加工制造出性能好、質(zhì)量優(yōu)、故障低的包線機(jī)和喂線機(jī)，更好地為鋼鐵冶金企業(yè)服務(wù)。

［1］徐鹿鳴.包芯線技術(shù)及其在冶金工業(yè)中的應(yīng)用［J］.鐵合金，2008，1