[發(fā)明專利]含氧化鈷的包晶鋼保護(hù)渣及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310503540.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN103495714A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳俊孚;萬(wàn)恩同;彭著鋼;曹同友;區(qū)鐵;齊江華;張劍君;楊成威;龐建飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類號(hào): B22D11/111
• 分類號(hào): B22D11/111
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，具體地指一種含氧化鈷的包晶鋼保護(hù)渣及其制備方法。?

背景技術(shù)

包晶鋼是指碳含量在8～18%的一系列鋼種。該系列鋼種澆鑄時(shí)，結(jié)晶器彎月面初生凝固坯殼隨溫度下降發(fā)生δ-γ轉(zhuǎn)變，伴隨著較大的體積收縮，坯殼與銅板脫離形成氣隙，導(dǎo)致熱流變小坯殼變薄，在表面形成凹陷。凹陷部位冷卻和凝固速度比其它部位慢，組織粗化，對(duì)裂紋敏感性強(qiáng)，在熱應(yīng)力和鋼水靜壓力作用下，在凹陷薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)裂紋。合適的保護(hù)渣能在其中起到減少鑄坯缺陷的作用，克服包晶鋼相變帶來的體積收縮，從而減少包晶鋼鑄坯縱裂現(xiàn)象。?

包晶系列鋼用途廣泛，目前煉鋼廠都有包晶鋼冶煉計(jì)劃，包晶鋼保護(hù)渣在連鑄機(jī)上使用時(shí)出現(xiàn)過液面波動(dòng)過大的情況，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。包晶鋼保護(hù)渣技術(shù)的關(guān)鍵是控制保護(hù)渣的熱流密度，較小的熱流密度能夠減緩凹陷的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的包晶鋼保護(hù)渣具有高堿度，高熔點(diǎn)的特點(diǎn)，就是利用堿度高，結(jié)晶率增大的特點(diǎn)，降低熱流密度。但是隨著堿度的進(jìn)一步增大，包晶鋼保護(hù)渣的熱流密度沒有顯著的降低。?

降低熱流密度的常規(guī)方法是：?

（1）提高保護(hù)渣熔點(diǎn)，以增加其熱阻；?

（2）提高保護(hù)渣堿度，以增加其結(jié)晶率；?

但是，這些方法在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，都無(wú)法有效地控制保護(hù)渣的熱流密度。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種含氧化鈷的包晶鋼保護(hù)渣及其制備方法，有效地降低熱流密度。?

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種含氧化鈷包晶鋼保護(hù)渣，該保護(hù)渣原料的化學(xué)成分按重量百分比為：Na₂O：5～12％、MgO：2.5～12％、Al₂O₃：2～8％、CaF₂：3～20%、C：3～12％、Co₂O₃：0.1～10％，其余為CaO和SiO₂，其中：Na₂O與MgO之和大于9%。?

進(jìn)一步地，所述保護(hù)渣原料的化學(xué)成分按重量百分比為：Na₂O：5～10％、MgO：3～10％、Al₂O₃：3～6％、CaF₂：3～15%、C：6～9％、Co₂O₃：1～5％，其余為CaO和SiO₂。?

再進(jìn)一步地，所述SiO₂與CaO重量比=1︰1.0～1.5。?

再進(jìn)一步地，所述保護(hù)渣的堿度為0.9～1.4。?

再進(jìn)一步地，所述保護(hù)渣原料的化學(xué)成分按重量百分比為：?

Na₂O：6％、MgO：5％、Al₂O₃：3.5％、CaF₂：10%、C：8％、Co₂O₃：2.5％、CaO：32.5％和SiO₂：32.5％，其中：保護(hù)渣的堿度為1.4。?

工作原理：?

包晶鋼保護(hù)渣主要由玻璃態(tài)與結(jié)晶態(tài)兩種主要形式組成，玻璃中使用的著色劑在保護(hù)渣中同樣使用。氧化鈷加入到包晶鋼保護(hù)渣后，鈷在保護(hù)渣中以鈷離子的形式存在，從而將保護(hù)渣渣膜著成藍(lán)色，根據(jù)光譜原理，當(dāng)熱量以輻射熱形式存在時(shí)，顏色越深，其吸收輻射熱的能力就越強(qiáng)。而氧化鈷就是通過這種加深顏色的方法，提高了包晶鋼保護(hù)渣吸收輻射熱的能力，從而降低了包晶鋼保護(hù)渣的熱流密度。?

不同物質(zhì)的作用：?

其中：CaO/SiO₂控制在0.9～1.4是因?yàn)樵谶@個(gè)范圍內(nèi)包晶鋼保護(hù)渣的結(jié)晶性能比較好，能夠抑制保護(hù)渣中玻璃體的生成；所述保護(hù)渣中。?

Co₂O₃：本發(fā)明利用氧化鈷的著色性，增加保護(hù)渣渣膜顏色，增加輻射吸熱能力，降低了包晶鋼保護(hù)渣的熱流密度。該保護(hù)渣可實(shí)現(xiàn)批量工業(yè)化使用。?

包晶鋼中的物相結(jié)構(gòu)主要為Co₂SiO₄。其作用：?

將氧化鈷中的鈷轉(zhuǎn)化為保護(hù)渣中的鈷離子，鈷離子在玻璃行業(yè)中有著色作用，同樣對(duì)于保護(hù)渣這種類玻璃材料有相同的效果。?

當(dāng)SiO₂與CaO重量比=1︰1.0～1.5時(shí)，其作用：?