[發明專利]一種高氮鋼冶煉用鋼包澆注料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810659319.3
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108558377B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 黃奧;王雅杰;顧華志;鄒永順;吳慕晗;張美杰
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/106
• 分類號: C04B35/106;C04B35/622;B22D41/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種高氮鋼冶煉用鋼包澆注料及其制備方法。其技術方案是：以43～68wt％的微孔剛玉顆粒和10～27wt％的氮化鋁顆粒為骨料，以10～20wt％的微孔剛玉細粉、2～4wt％的氧化鎂微粉、2～4wt％的ρ?Al₂O₃細粉、0.1～1wt％的單斜相氧化鋯細粉和0.1～1.5wt％的氮化鐵粉為基質，骨料和基質之和為原料，以所述原料0.04～0.08wt％的有機纖維、0.1～0.5wt％的聚羧酸減水劑和0.5～1wt％的尿素為外加劑。先將基質和外加劑預混，外加原料4～10wt％的水，攪拌，即得預混料；將骨料撒入模具，將預混料澆注模具中，成型，干燥，脫模，制得高氮鋼冶煉用鋼包澆注料。本發明具有強度高、熱震穩定性好、耐沖刷、抗鋼渣侵蝕性優異和能改善高氮鋼品質的特點。

技術領域

本發明屬于鋼包澆注料技術領域。具體涉及一種高氮鋼冶煉用鋼包澆注料及其制備方法。

背景技術

研究表明鐵素體基體中ω(N)0.08％或奧氏體基體中ω(N)0.4％的鋼是高氮鋼。氮元素作為固溶強化元素的添加改變了鋼的力學性能。研究表明奧氏體不銹鋼敏化態晶間腐蝕的機理主要是貧鉻理論，非敏化態晶間腐蝕機理主要是雜質元素偏聚理論。氮元素的加入改善了普通低碳、超低碳奧氏體不銹鋼耐敏化態晶間腐蝕性能，使其在多領域中有著廣泛的應用：在建筑工業領域中，尤其在有水的環境下具有更高耐腐蝕性能；在汽車制造業中，應用高氮鋼可以降低能源消耗、提高斷裂韌度、增加抗沖擊能力；在醫學器材領域，高氮鋼在提高強度和耐腐蝕性能的同時還不會形成對人體有害的離子；高氮鋼的優良抗腐蝕性能使其在化學工業以及海洋工程領域被廣泛應用于各個工位。

耐火材料在鋼鐵冶煉過程中起著重要作用，不同冶煉階段對耐火材料有不同的要求，例如，EAF冶煉過程爐體主要采用鎂碳磚，爐蓋主要采用含氮化鐵剛玉澆注料。AOD，VOD冶煉過程主要采用燒成鎂鈣磚、燒成白云石磚以及鎂鈣鋯磚，也有直接使用不燒鎂白云石磚，這些耐火材料在鋼冶煉過程中與鋼液直接接觸，鋼液中存在的游離雜質元素可與耐火材料反應，產生鋼中夾雜物，例如，鎂碳質耐火材料可能會增加鋁鎮靜鋼中尖晶石夾雜以及碳含量。在動態冶煉條件下，鋼液的沖蝕作用使耐火材料剝落損毀，既降低耐火材料的使用壽命，也影響了鋼液的潔凈度。

除此之外，在高氮鋼冶煉過程中并沒有明確說明其耐火材料選用標準，而常規鋁鎂質耐火材料在冶煉高氮鋼過程中，會使高氮鋼發生氧化進而增加了高氮鋼中總氧含量，導致鋼中夾雜物數量增多，影響高氮鋼的生產質量。

發明內容

本發明旨在克服已有技術缺陷，目的是提供一種強度高、熱震穩定性好、耐沖刷、抗鋼渣侵蝕性優異和改善高氮鋼品質的高氮鋼冶煉用鋼包澆注料及其制備方法。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案是：以43～68wt％的微孔剛玉顆粒和10～27wt％的氮化鋁顆粒為骨料，以10～20wt％的微孔剛玉細粉、2～4wt％的氧化鎂微粉、2～4wt％的ρ-Al₂O₃細粉、0.1～1wt％的單斜相氧化鋯細粉和0.1～1.5wt％的氮化鐵粉為基質，所述骨料和所述基質之和稱為原料，以所述原料0.04～0.08wt％的有機纖維、0.1～0.5wt％的聚羧酸減水劑和0.5～1wt％的尿素為外加劑。先將所述基質和所述外加劑預混，再外加所述原料4～10wt％的水，攪拌2～4分鐘，即得預混料；將所述骨料均勻地撒入模具，然后將所述預混料澆注所述模具中，振動成型，在110～200℃條件下保溫12～48小時，脫模，制得高氮鋼冶煉用鋼包澆注料。

所述微孔剛玉顆粒的Al₂O₃含量≥99.5wt％；所述微孔剛玉顆粒：顯氣孔率為≤5.22％，閉口氣孔率≥7.5％，中位孔徑為≤0.2μm，微孔剛玉顆粒的粒徑為20～0.088mm。

所述氮化鋁顆粒的AlN含量≥99wt％；氮化鋁顆粒的粒徑為8～1mm。