專利名稱：一種中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉連鑄生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種用于裂紋敏感的中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣。
背景技術(shù)：
連鑄技術(shù)以其高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、易于實現(xiàn)自動化和智能化等諸多優(yōu)點受到冶金界的高度重視，與之相配套的連鑄結(jié)晶器保護渣也得到了相應(yīng)的發(fā)展，且成為不可或缺的冶金輔助材料；現(xiàn)有的連鑄保護渣主要采用SiO2-Al2O3-CaO渣系，在此基礎(chǔ)上加入少量助熔劑(堿金屬或堿土金屬氧化物、氟化物、硼化物等)和控制熔速的炭質(zhì)材料(炭黑、石墨和焦炭等)，這類保護渣具有較低的熔點和粘度，而且具有玻璃渣潤滑效果及吸收夾雜的效果好等優(yōu)勢，但目前的SiO2-Al2O3-CaO系保護渣為了保證低的熔化溫度，需要較高含量的Al2O3，這限制了熔渣吸收Al2O3夾雜能力的提高，特別是現(xiàn)有保護渣的為保證低的熔化溫度，渣的堿度在0. 9-1. I范圍內(nèi)，使得該渣具有顯著的低熔點玻璃渣特征，該保護渣不適合用于裂紋敏感的亞包晶鋼澆注；對于中碳亞包晶鋼，其特征是表面容易產(chǎn)生裂紋，因此，連鑄保護渣應(yīng)具備兩個典型的特征一是，保護渣要具有較低的熔點、粘度，以保證保護渣在結(jié)晶器高溫區(qū)域的流動性、鋪展性，這是保護渣起到潤滑、防氧化和吸收夾雜等冶金功能的前提，這需要保護渣在高溫區(qū)具備玻璃渣的特征；二是，保護渣要具備較強的析晶能力，即析晶溫度高、粒子尺寸小析晶速度快，這樣保護渣在結(jié)晶器內(nèi)低溫區(qū)形成固態(tài)渣膜，提高保護渣的熱阻，減緩結(jié)晶器內(nèi)鋼的傳熱，以降低鋼坯的溫度梯度，避免亞包晶鋼表面裂紋的產(chǎn)生；因此，對于裂紋敏感的亞包晶鋼連鑄保護洛，需要具備“低熔化溫度和高析晶溫度”特征，即兼具玻璃渣的潤滑及防氧化效果好，吸收夾雜能力強的優(yōu)點和高析晶溫度渣具有的保溫性能好，控制鑄坯裂紋產(chǎn)生的優(yōu)勢；另外，現(xiàn)有技術(shù)的保護渣一般采用碳質(zhì)材料作為保護渣熔化速度和抗氧化的添加物，含碳保護渣不可避免的對鋼坯表面增碳，也影響鋼坯質(zhì)量，因此，現(xiàn)有技術(shù)的保護渣需要在成分選擇和含量范圍等方面進一步優(yōu)化，解決目前裂紋敏感的亞包晶鋼連鑄采用的保護渣性能不能滿足要求的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣，該保護渣具有低熔化溫度和高析晶溫度，在高溫時兼具玻璃渣的低熔化溫度、低粘度、高流動性和鋪展性以及良好潤滑和防止鋼液氧化和保證吸收夾雜等冶金效果；同時，在溫度降低時，能在結(jié)晶器內(nèi)較早的形成固渣層，起到保溫效果，延緩鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的冷卻，達(dá)到控制鑄坯表面形成裂紋的目的；另外，本發(fā)明的保護渣采用不含碳的骨架材料，實現(xiàn)控制保護渣對鋼坯增碳的目的。本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣，其特征在于所述組分按照重量百分比計算為CaO 40-50%, SiO2 40-50%，B2O3 1-6%, Li2O 1-4%, Al2O3 1-5%, BN 1_6%，不可避免的雜質(zhì)1-2%,雜質(zhì)中 S〈0. 03%, P〈0. 03%。本發(fā)明的制備方法如下將Ca0、Si02等原料在150-200°C下充分干燥脫水后按重量分?jǐn)?shù)稱量配料，磨細(xì)后過100目篩(粒度小于0. 149mm)，然后混勻，在1300°C下預(yù)熔30分鐘，熔渣經(jīng)自然冷卻后破碎，然后再磨粉，過200目篩(粒度小于0. 074mm)，最后利用噴霧干燥塔造粒的方法制備空心保護渣顆粒。本發(fā)明中各主要成分的作用和配加比例確定根據(jù)如下
I) CaO =CaO作為本發(fā)明的主要基料成分，以優(yōu)質(zhì)石灰作為原料，CaO起到吸收Al2O3等鋼中氧化物的作用，本發(fā)明的二元堿度Ca0/Si02確定在0. 8-1. 25范圍，根據(jù)需要調(diào)整渣的玻璃性和結(jié)晶性能，CaO的含量范圍確定在40-50% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)。2) SiO2 :在CaO基渣系中，SiO2作為主要的保護渣玻璃化組元，是決定保護渣熔化溫度、粘度、鋪展性、流動性等性能的重要成分，本發(fā)明的保護渣的二元堿度Ca0/Si02確定 在0. 8-1. 25范圍，根據(jù)需要調(diào)整渣的玻璃性和結(jié)晶性能，SiO2的含量范圍確定在40-50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)。3) B2O3 :本發(fā)明中加入B2O3的主要目的是降低保護渣的熔化溫度，提高保護渣的玻璃性能，可以改善渣的流動性、改善潤滑效果和吸收夾雜能力，B2O3的合適的添加范圍在1-6% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)。4) Li2O :本發(fā)明中加入Li2O的主要目的提高保護渣的析晶性能即結(jié)晶能力，同時降低保護渣的熔化溫度和粘度，改善高溫的液態(tài)保護渣的流動性、改善潤滑效果和吸收夾雜能力，Li2O的合適的添加范圍在1-4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)。5)A1203 :本發(fā)明中加入Al2O3的主要目的是降低保護渣的熔化溫度，調(diào)整保護渣吸收Al2O3等脫氧產(chǎn)物的能力，Al2O3的合適的添加范圍在1-5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)。6) BN:在本發(fā)明中加入BN的主要目的是替代傳統(tǒng)的碳質(zhì)材料，具有不增碳、抗氧化的優(yōu)點，而且，BN本身具有良好的潤滑特性，特別是BN在本發(fā)明的B203、SiO2等玻璃組分的保護下，不易被氧化燒損，BN具有高熔點，在熔融保護渣中以固相質(zhì)點存在，可以提高渣的析晶性能，在鑄坯表面形成固態(tài)保護渣層，起到保溫效果，防止鑄坯表面裂紋的形成。本發(fā)明的主要物化性能指標(biāo)見表I :
表I本發(fā)明的主要物性指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣，其特征在于所述保護渣的組分按照重量百分比計算為CaO 40-50%, SiO2 40-50%，B2O3 1-6%, Li2O 1-4%, Al2O3 1-5%, BN 1_6%，不可避免的雜質(zhì)1_2%，雜質(zhì)中S〈0. 03%，P〈0. 03%。
2.如權(quán)利要求I所述的一種中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣，其特征在于所述保護渣的粒度范圍在0. 1-0. 4mm。
3.如權(quán)利要求I所述的一種中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣的制備方法，其特征在于以石灰、硅石、硼酐、氧化鋰、剛玉粉和氮化硼為原料，在150-200°C下充分干燥脫水后按重量分?jǐn)?shù)稱量配料，磨細(xì)后過100目篩，然后混勻，在1300°C下預(yù)熔30分鐘，熔渣經(jīng)自然冷卻后破碎，然后再磨粉，過200目篩，最后利用噴霧干燥塔造粒的方法制備空心保護渣顆粒。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉連鑄生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于裂紋敏感的中碳亞包晶鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣。所述保護渣的組分按照重量百分比計算為CaO 40-50%，SiO240-50%，B2O31-6%，Li2O 1-4%，Al2O31-5%，BN 1-6%，不可避免的雜質(zhì)1-2%，雜質(zhì)中S<0.03%，P<0.03%。其制備方法如下將原料充分干燥脫水后按重量分?jǐn)?shù)稱量配料，磨細(xì)混勻，預(yù)熔后冷卻再磨粉，然后采用傳統(tǒng)的保護渣制備成型工藝制成顆粒狀成品渣。本發(fā)明的保護渣具有較低的熔化溫度和較高的析晶溫度，特別是兼具玻璃渣的潤滑及防氧化效果好，吸收夾雜能力強的優(yōu)點和高析晶溫度渣具有的保溫性能好，控制鑄坯裂紋產(chǎn)生的優(yōu)勢，適合用于裂紋敏感的中碳亞包晶鋼的澆注。
文檔編號B22D11/111GK102652990SQ201210153879
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者朱祥, 李桂榮, 楊麗莉, 王宏明, 趙玉濤 申請人:江蘇大學(xué)