專利名稱：一種模具鋼用連鑄結(jié)晶器保護渣及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種鋼水連續(xù)鑄鋼用結(jié)晶器保護渣，特別涉及ー種模具鋼連鑄用結(jié)晶器保護渣及其制備方法，屬于煉鋼及連鑄技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
模具鋼由于含有Cu、Ti、Cr及Ni等裂紋敏感元素，連鑄過程中鑄坯表面容易產(chǎn)生裂紋、渣坑等缺陷。連鑄過程中，在結(jié)晶器采用保護渣是控制連鑄坯表面質(zhì)量，保證連鑄順行必不可少的手段。結(jié)晶器保護渣的主要作用如下I、在結(jié)晶器與鑄坯之間起潤滑作用；
2、吸收從鋼液中浮上來的夾雜物；3、防止鋼液的二次氧化和起保溫作用；4、控制從凝固坯殼向結(jié)晶器的傳熱速度等。其中控制結(jié)晶器與鑄坯的傳熱與潤滑對鑄坯表面及皮下的質(zhì)量作用是至關(guān)重要的。 對于鋼液中夾雜的硫化物通常采取在結(jié)晶器內(nèi)喂稀土絲的エ藝方法對其進行變性處理，并達到凈化鋼液的目的。由于稀土元素較活潑，在穿過保護渣液渣層時易與Na20、SiO2發(fā)生反應，生成不穩(wěn)定的低價稀土氧化物，在高溫將被還原生成穩(wěn)定的高價稀土氧化物和難以電離的稀土硅酸鹽。稀土氧化物熔點很高，均在2000°C以上，若保護渣對其溶解能力較差，則熔渣中會有稀土氧化物或其與保護渣組元形成的復合氧化物等高熔點物質(zhì)存在。這些高熔點相上浮，使渣膜表面結(jié)團，或在結(jié)晶器壁上形成渣條，阻礙渣夜的均勻流入，此外部分未上浮的高熔點相在進入渣膜后，極易析出晶體，這樣渣膜的潤滑和均勻傳熱作用受到破壞，誘發(fā)鑄坯表面裂紋產(chǎn)生，嚴重時引起漏鋼事故?？傊?，結(jié)晶器喂稀土絲エ藝可引起保護渣的熔點、粘度、堿度、析晶溫度、凝固溫度大幅變化，導致其使用性能惡化。在現(xiàn)有的技術(shù)中，通過改變保護渣成分，可使之盡量少地與稀土絲進行反應，同時能快速、大量地溶解稀土氧化物，并且形成均勻的玻璃相。具體措施有以下幾種(I)保護渣減少Na20、SiO2的含量，增加Al2O3以減少稀土氧化物的產(chǎn)生(2)增加B2O3等組元作助熔劑，并且提高溶解稀土氧化物的能力；(3)適量增加組元K2O,改善保護渣熔融特性。兼作助熔劑(4)采用較高堿度(Ca0/Si02)，該比值一般在I. I以上，可以提高保護渣的結(jié)晶溫度和結(jié)晶率，一方面減少輻射傳熱，另一方面結(jié)晶體內(nèi)的微小裂紋、空隙會阻礙和衰減傳熱強度，達到減緩傳熱和減少裂紋的目的，保護渣中通常還含有廣2. 5%的Fe2O3,可以加快碳質(zhì)材料燒損、減少燒結(jié)層厚度。但是由于Fe2O3具有氧化性，會與稀土絲發(fā)生反應，使保護渣中稀土氧化物加速生成。另外，當保護渣堿度過高時，容易導致其析晶溫度過高，從而嚴重惡化鑄坯潤滑狀況，引起鑄坯粘結(jié)和漏鋼。連鑄生產(chǎn)被迫采用降低拉坯速度的技術(shù)路線，使連鑄機生產(chǎn)率和產(chǎn)能降低20% 30%。堿度過低則保護渣析晶困難，不容易控制傳熱。因此研究保護渣的潤滑和傳熱性能，特別是如何通過配置保護渣的化學成分，改變其高溫變特性與傳熱特性，即能保證潤滑又能保證控制傳熱能力，是模具鋼連鑄時提高生產(chǎn)效率，保證鑄坯表面質(zhì)量，保證連鑄エ藝順行的技術(shù)關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種模具鋼連鑄用結(jié)晶器保護渣，該保護渣在結(jié)晶器內(nèi)融化均勻，對鑄坯的潤滑良好，結(jié)晶器與鑄坯間的傳熱均勻、適當。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種模具鋼用連鑄結(jié)晶器保護渣，由以下原材料經(jīng)破碎、混合、制漿、造粒后得到預熔料、改性粉煤灰、石灰石、エ業(yè)純堿、氧化硼、碳酸鋰、木炭，該保護渣的組成成分按重量百分比計含有=SiO2 32. 3 37. 8%、CaO 31. O 40. 0%、Al2O3 3. O 6. 0%、Li205. 5 7. 5%、Na2O 10. 5 18. 5%、TC 4. 5 6. 5%, B2O3 5. O 6. 8%,其余為 K2O く 2%、MnO く 1% 及其它微量組分；該保護渣的理化性能參數(shù)為半球點熔化溫度為1094 1250°C，1250°C下的粘度為O. 18 O. 28Pa · s，析晶溫度為820 1000°C，凝固溫度為930 1000°C ;其中原料中的改性粉煤灰制備是將灼燒之后的粉煤灰先后依次置于20-25%硫酸、16-24%氫氧化鈉溶液中，攪拌20-22h，然后從酸堿浸液中濾出的粉煤灰，用去離子水沖洗至中性，并用PH試 紙測試加以確定，最后過濾，干燥，然后按粉煤灰碳酸鈣粉石英砂粉重量比I :0. 3-0. 5
O.5-0. 8將三種物料送入流化床中1050-1100°C焙燒1-1. 5小時，冷卻后研磨成納米粉末。保護渣成品水分彡O. 70%,粒度< 2. 4mm。保護禮:中粒度O. 2 I. Omm級ミ80%,小于O. 2mm級< 17%。相比現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明具有以下特點
I)含有較低的Fe2O3組份本發(fā)明降低了保護渣中具有氧化性的Fe2O3的含量，稀土絲在穿過結(jié)晶器內(nèi)高溫的液渣時，氧化反應減弱，減少了保護渣中稀土氧化物的生成，在ー個方面降低了保護渣使O. 95 I. 05之間，克服了現(xiàn)有保護渣成分中堿度過高，容易導致其析晶溫度過高，從而嚴重惡化鑄坯潤滑狀況，引起鑄坯粘結(jié)和漏鋼等問題。2)特別添加了 Li2O :該保護渣在不顯示提高堿度和結(jié)晶率的條件下，降低了保護渣的析晶溫度和凝固溫度
3)采用粉煤灰改性，増加其分散性與表面積，進ー步提升了保溫與流動性能，納米礦石粉末同時還能起到凈化鋼水、吸收鋼水中雜質(zhì)的效果。經(jīng)現(xiàn)場實驗結(jié)果表明，該保護渣在使用吋，當其中稀土氧化物含量達10%左右吋，其析晶溫度可由930°C左右上升到1000°C左右，鑄坯與結(jié)晶器間的熱流密度得到較好控制，且傳熱變得均勻。鑄坯表面縱裂紋等缺陷的發(fā)生率答復下降，采用市售結(jié)晶器保護渣澆鑄的模具鋼連鑄坯表面缺陷發(fā)生率為20%左右，采用本發(fā)明結(jié)晶器保護渣澆鑄的模具鋼連鑄坯表面缺陷發(fā)生率為3%以內(nèi)。同時保護渣的凝固溫度也由950°C左右上升到1140°C左右，仍保持了對鑄坯的良好潤滑，有利于降低連鑄過程中粘結(jié)漏鋼事故的發(fā)生率。總之，本發(fā)明保護渣在結(jié)晶器內(nèi)熔化均勻，與稀土絲的反應弱，對鑄坯潤滑良好，結(jié)晶器與鑄坯間的傳熱均勻、適當，從而降低漏鋼率和提高鑄坯表面質(zhì)量。
具體實施例方式一種模具鋼用連鑄結(jié)晶器保護渣，由以下原材料經(jīng)破碎、混合、制漿、造粒后得到預熔料、改性粉煤灰、石灰石、エ業(yè)純堿、氧化硼、碳酸鋰、木炭，該保護渣的組成成分按重量百分比計含有Si02 3 2 . 3 37. 8%,CaO 31. O 40. 0%、A1203 3. O 6. 0%、Li205. 5 7. 5%、Na2O 10. 5 18. 5%、TC 4. 5 6. 5%, B2O3 5. O 6. 8%,其余為 K2O く 2%、MnO く 1% 及其它微量組分；該保護渣的理化性能參數(shù)為半球點熔化溫度為1094 1250°C，1250°C下的粘度為O. 18 O. 28Pa · s，析晶溫度為820 1000°C，凝固溫度為930 1000°C ;其中原料中的改性粉煤灰制備是將灼燒之后的粉煤灰先后依次置于20-25%硫酸、16-24%氫氧化鈉溶液中，攪拌20-22h，然后從酸堿浸液中濾出的粉煤灰，用去離子水沖洗至中性，并用PH試紙測試加以確定，最后過濾，干燥，然后按粉煤灰碳酸鈣粉石英砂粉重量比I :0. 3-0. 5
O.5-0. 8將三種物料送入流化床中1050-1100°C焙燒1-1. 5小時，冷卻后研磨成納米粉末。
保護渣成品水分彡O. 70%,粒度< 2. 4mm,保護渣中粒度O. 2 I. Omm級彡80%,小于O. 2mm級< 17%。
權(quán)利要求
1.一種模具鋼用連鑄結(jié)晶器保護渣，其特征在干由以下原材料經(jīng)破碎、混合、制漿、造粒后得到預熔料、改性粉煤灰、石灰石、エ業(yè)純堿、氧化硼、碳酸鋰、木炭，該保護渣的組成成分按重量百分比計含有=SiO2 32. 3 37. 8%、CaO 31. O 40. 0%、Al2O3 3. O 6. 0%、Li205. 5 7. 5%、Na2O 10. 5 18. 5%、TC 4. 5 6. 5%, B2O3 5. O 6. 8%,其余為 K2O く 2%、MnO ^ 1%及其它微量組分；該保護渣的理化性能參數(shù)為半球點熔化溫度為1094 12500C，1250°C下的粘度為O. 18 O. 28Pa .s,析晶溫度為820 1000°C，凝固溫度為930 IOOO0C ;其中原料中的改性粉煤灰制備是將灼燒之后的粉煤灰先后依次置于20-25%硫酸、16-24%氫氧化鈉溶液中，攪拌20-22h，然后從酸堿浸液中濾出的粉煤灰,用去離子水沖洗至中性，并用PH試紙測試加以確定，最后過濾，干燥，然后按粉煤灰碳酸鈣粉石英砂粉重量比I :0. 3-0. 5 :0. 5-0. 8將三種物料送入流化床中1050-1100°C焙燒1-1. 5小時，冷卻后研磨成納米粉末。
2.如權(quán)利要求I所述的模具鋼用連鑄結(jié)晶器保護渣，其特征在于保護渣成品水分≤ O. 70%，粒度 < 2. 4mm。
3.如權(quán)利要求4所述的模具鋼用連鑄結(jié)晶器保護渣，其特征在于保護渣中粒度O.2 I. Omm 級≥ 80%,小于 O. 2mm 級< 17%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模具鋼用連鑄結(jié)晶器保護渣，由以下原材料經(jīng)破碎、混合、制漿、造粒后得到預熔料、粉煤灰、膨潤土、工業(yè)純堿、碳酸鋰、木炭，該保護渣的組成成分按重量百分比計含有SiO232.3～37.8%、CaO31.0～40.0%、Al2O33.0～6.0%、Li2O5.5～7.5%、Na2O10.5～18.5%、TC4.5～6.5%、0.4＜Fe2O3≤2.2%，其余為K2O≤2%、MnO≤1%及其它微量組分；該保護渣中二元堿度CaO/SiO2控制在1.07～1.15之間，保護渣的理化性能參數(shù)為半球點熔化溫度為1094～1250℃，1250℃下的粘度為0.18～0.28Pa·s，本發(fā)明的保護渣在結(jié)晶器內(nèi)融化均勻，對鑄坯的潤滑良好，結(jié)晶器與鑄坯間的傳熱均勻、適當。
文檔編號B22D11/111GK102825233SQ20121027100
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者魯方志 申請人:馬鞍山科潤冶金材料有限公司