[發明專利]一種超低碳鋼用彩色連鑄結晶器保護渣

有效

• 申請號: 201310078020.6
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN103121089A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 李曉陽;別飛雄;張福;陳永艷;王正英;趙春寶;薄紅濤;譚政委;王旭陽
• 申請（專利權）人: 西峽龍成冶金材料有限公司
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 季發軍

技術領域

本發明涉及鋼鐵連鑄用保護渣，特別涉及一種超低碳鋼用彩色連鑄結晶器保護渣。

背景技術

當前，國內在低碳鋼尤其是超低碳鋼的連鑄生產中，最容易出現的問題就是增碳。該問題已成為超低碳鋼連鑄生產中的最大難題。以前我們解決該類問題的主要思路就是盡可能地降低連鑄結晶器保護渣中的自由碳含量，即盡量少引入碳質材料或不用碳質材料，但只要用碳質材料就可能出現鋼水增碳，不用碳質材料又導致保護渣保溫效果差，同時還伴隨出現渣條大、結殼等問題，所以總體來說效果很不理想。US4038067提出了采用BN為代表的氮化物以替代炭素材料。氮化物熔點較高，其晶格類似于石墨，可作為保護渣中的骨架材料，但價格昂貴，且保護渣的鋪展性和保溫性不如含碳保護渣。專利CN92106323.7采用大然硅灰石、石灰石、鉀長石、螢石、工業純堿、蛙石組成的無碳保護渣，該發明防止鑄坯增碳的作用明顯，但熔點粘度低，耗量大，易燒結，保溫性與鋪展性不佳。

在保護渣中加入強還原性金屬如SiCa粉，FeMn粉等，在保護渣的熔融過程中這些物質將優先與氧反應從而減緩碳素材料的氧化，這樣可以減少碳素材料的配入量，從而達到防止鑄坯增碳的目的。例如專利特開昭64-66056采用的就是加入0.5-5.0%的強還原性金屬粉的方法。這類方法的不足在于:所添加的強還原性金屬粉的化學活性比較大，在生產加工及運輸過程中有特別的要求;另外，價格也比較貴。

而國外早在幾年前就已經嘗試在超低碳鋼連鑄生產中使用無碳的彩色保護渣，這種保護渣的使用不僅有效解決了連鑄坯鋼水增碳問題，而且也保證了良好的鑄坯質量。但在國內使用該種進口保護渣則存在兩大主要問題：（1）成本較高；（2）不能有效結合每個鋼廠的具體生產工藝條件進行單獨設計，針對性不強。

發明內容

本發明的目的是提供一種超低碳鋼用彩色連鑄結晶器保護渣，不僅能夠提高保護渣的保溫性能以及有效控制其熔化速度，而且有效解決了連鑄坯鋼水增碳問題，保證了良好的鑄坯質量。

為實現本發明的目的，一種超低碳鋼用彩色連鑄結晶器保護渣，其原料包括螢石粉3～5%、工業純堿3～5%、硅灰石粉44～55%、輕燒鎂砂粉5.5～7.5%、鋁礬土粉2.5～4%、冰晶石粉7%、水泥熟料3.5～6%、碳酸鋰2%、氧化鐵紅8～18%、粘合劑1～2%、減水劑0.1～1%。

優選的，一種超低碳鋼用彩色連鑄結晶器保護渣，其原料包括螢石粉3～5%、工業純堿3～5%、硅灰石粉44～55%、輕燒鎂砂粉5.5～7.5%、鋁礬土粉2.5～4%、冰晶石粉7%、水泥熟料3.5～6%、碳酸鋰2%、氧化鐵紅15.5～17.5%、粘合劑1～2%、減水劑0.1～1%。

所述超低碳鋼用彩色連鑄結晶器保護渣中CaO：25.5%～31.5%，SiO₂：27.5%～35.5%，F^-：4.5%～8.5%，MgO：5%～7%，Fe₂O₃：15.5%～17%，Al₂O₃：2%～5%，Na₂O：6.5%～9%，MnO：≤1%，Li₂O：≤1%，二元堿度（CaO/SiO₂）=0.92。

下面對本發明作進一步詳述：

（1）氧化鐵紅是極小的微粒，分散能力很強，所以能夠達到很大的表面積，能夠覆蓋所有構成保護渣的常用原材料。這些著色原料的一部分具有較高的熔點，一部分具有較高的分解溫度。這些特征溫度與常規碳的氧化溫度非常接近，因此彩色保護渣控制熔化速度的能力與通過調節控制自由碳來控制熔化速度的能力是相同。

（2）氧化鐵紅可以給保護渣著色，提高保護渣的熱射線吸收性能，充分發揮保護渣的保溫效果：玻璃是由多原子組成的大分子結構物質，多原子分子在振動時，只有振動過程中能改變分子的對稱行為而使偶極矩發生變化，才能吸收紅外輻射。振動過程中偶極矩變化越大，相應的吸收帶越強。振動粒子的電荷越多，則偶極矩的變化越大，紅外吸收就越強，由于偶極矩和玻璃分子結構中存在的雜質及缺陷直接相關，故可通過加入外來離子來提高材料的紅外吸收性能。由于過渡族金屬離子在保護渣的網絡結構中由于與周圍氧離子的距離不等，它們之間會產生一個較大的偶極矩，當晶格振動時其偶極矩的變化將增大，它們有自己的特征振動譜帶，這個譜帶與保護渣自身的譜帶相疊加，進一步提高了材料的紅外輻射性能。