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超低连铸保护渣

阅读:89发布:2021-04-13

专利汇可以提供超低连铸保护渣专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种超低 碳 钢 用 连铸 保护渣,通过在保护渣中加入 硼 系、类ATH系、 铝 酸钠等阻燃剂中的一种或几种,其用量占总量的0.5~5.0%,以延缓保护渣中碳的 氧 化速度,使得保护渣中的碳更有效的发挥其控制 熔化 速度和起骨架材料的作用,从而减少保护渣中碳的加入量,达到防止 铸坯 增碳的目的,能有效实现超低 碳钢 的生产。,下面是超低连铸保护渣专利的具体信息内容。

1.一种超低连铸保护渣,含有以下成分(重量百分比),
基材            90.0~96.0%
碳素材料        0.4~0.95%
阻燃剂          0.5~5.0%
粘结剂          0.5~4.5%。
其中,所述的阻燃剂为系、类ATH系、酸钠中的一种或一 种以上。
2.根据权利要求1所述的超低碳钢用连铸保护渣,其特征在于, 其中基材各组份及其所占保护渣总量的重量百分比为CaO+MgO                     33.0~41.0
SiO2+Al2O3              34.0~45.0
Na2O+F-+Li2O            10.0~19.0
CaO与SiO2的比率            0.80~1.00。
3.根据权利要求1所述的超低碳钢用连铸保护渣,其特征在于,其中 所述的粘结剂为面粉、玻璃、CMC中的一种或一种以上。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种连铸保护渣,尤其涉及一种超低用连铸保护渣

背景技术

连铸保护渣是连续铸造过程中加入到结晶器内覆盖在钢水表面 的一种人工合成的辅助材料。它由含CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O等成分的矿物原料经处理后,再配入控制熔化速度和起骨架作用的碳素材 料加工而成。
保护渣加入结晶器钢水面上具有隔绝空气,防止钢水化,减少钢液 面热损失,吸收上浮至钢液表面的非金属夹杂物,在结晶器和铸坯之间形 成渣膜起润滑作用,控制铸坯向结晶器的传热冶金功能。而保护渣的熔 化速度直接影响着保护渣的冶金功能。目前,控制保护渣熔化速度的材料 是碳素材料,因钢种、铸坯的尺寸、铸坯的形状、拉速等工艺参数的不同 保护渣中碳素材料的加入量也不同,一般在2~15%左右。
随着社会的发展,以IF钢为代表的超低碳钢的应用越来越广泛,且对 碳的要求也越来越低,从50ppm到30ppm甚至要求在20ppm以下。在超 低碳钢的连铸过程中,比较突出的问题之一是保护渣会造成钢水或铸坯的 增碳。保护渣之所以会对钢水或铸坯增碳,其根本原因是由于保护渣内配 入了控制其熔化速度和起骨架作用的碳素材料。由于种种原因(如液面波 动等)造成钢水或初生的坯壳与碳素材料接触就导致钢水或铸坯增碳。
如何防止超低碳钢在生产过程中增碳是生产此类钢种的关键之一。美 国内陆钢厂的G.Skoczylas研究了保护渣中碳含量对铸坯增碳的影响,如 图1所示,随着保护渣的含碳量的增加,铸坯增碳也上升。研究表明,减 少保护渣中碳的配入量可以有效防止连铸过程中钢水或铸坯增碳。含碳量 小于30ppm的超低碳钢,特别是小于20ppm的超低碳钢,如果采用含碳 量的高的连铸保护渣浇注,就可能因为保护渣引起钢水或铸坯增碳而不能 满足超低碳钢的连铸要求。因此超低碳钢在连铸过程中应尽可能使用含碳 量低的保护渣,避免因保护渣中的碳素材料而引起钢水或铸坯增碳。
现有的超低碳钢用保护渣一般碳含量在1.5~2.5%之间。这不利于超 低碳钢,特别是含碳量在20ppm以下的钢种的生产。在不影响保护渣熔化 速度的前提下,如何降低保护渣中的碳的含量,国内外学者采用了多种方 法,主要归结两类:
一是寻求碳素材料的替代物,是防止保护渣中碳素材料引起增碳的有 效方法。例如,文献《与钢》1978年第10号(p58~67)刊登的“无碳 保护渣的开发”一文介绍的是以BN替代保护渣中碳素材料的方法;专利 US005356454A(特开平5-185195)也采用了以BN替代保护渣中碳素材 料的方法。文献《韶关大学学报》1998年第3期(p112~120)刊登的“关 于碳化作为超低碳钢连铸结晶器保护渣熔速调节剂的研究”一文介绍的 是以SiC替代保护渣中碳素材料的方法,但是,由于这类替代物价格昂贵, 且在使用过程中增加了保护渣的烧结倾向,使操作的稳定性下降;因此, 没有大规模的推广应用的价值。
二是在保护渣中加入强还原性金属如SiCa粉,FeMn粉等,在保护渣 的熔融过程中这些物质将优先与氧反应从而减缓碳素材料的氧化,这样可 以减少碳素材料的配入量,从而达到防止铸坯增碳的目的。例如专利特开 昭64-66056采用的就是加入0.5~5.0%的强还原性金属粉的方法。这类方 法的不足在于:所添加的强还原性金属粉的化学活性比较大,在生产加工 及运输过程中有特别的要求;另外,价格也比较贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低碳钢用的可有效防止铸坯增碳的连 铸保护渣。
本发明通过在保护渣中加入阻燃剂,延缓保护渣中碳的氧化速度,使 得保护渣中的碳更有效的发挥其控制熔化速度和起骨架材料的作用,从而 减少保护渣中碳的配入量,达到防止铸坯增碳的目的。
加在结晶器钢水面上的连铸保护渣,随着作为骨架的碳素材料的燃 烧,渣滴的聚合,最终在钢水面上形成液渣,液渣不断地流入铸坯与结晶 器壁之间,同时固体保护渣又不断地熔化,二者达到平衡后在钢水面上形 成一定厚度的液渣层。保护渣的熔化过程实际上是碳素材料粒子的氧化, 渣滴不断聚合的过程。
本发明的原理就是在保护渣中加入一定量的阻燃剂,由于阻燃剂的存 在,保护渣中碳的氧化速度就变缓,这样一来,可使得在保护渣中加入少 量的碳就可以控制好保护渣的熔化速度和起骨架作用。
本发明的超低碳钢用连铸保护渣,含有以下成分(重量百分比),
基材       90.0~96.0%
碳素材料   0.4~0.95%
阻燃剂     0.5~5.0%
粘结剂     0.5~4.5%。
其中,阻燃剂为系、类ATH系、酸钠中的一种或一种以上。
所述的基材的成分为:CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O。
其中粘结剂为面粉、水玻璃、CMC等其中的一种或几种。
其中基材的各组份占保护渣总量的重量百分比为
CaO+MgO            33.0~41.0
SiO2+Al2O3     34.0~45.0
Na2O+F-+Li2O   10.0~19.0
CaO与SiO2的比例为 0.80~1.00
本发明是一种适用于板坯连铸的超低碳钢用保护渣。其基材含有 CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O等成分的,其用量占总量的90.0~96.0 %。
基材是由硅灰石、萤石、水泥熟料、矾土、镁砂、苏打等一定的成分 配比加工而成。
制造方法:
将上述三部分原料按设计的成分经磨粉、混匀后加入粘结剂等,通过 挤压或喷雾造粒后,加工成颗粒状或中空球状连铸保护渣。
要使连铸保护渣能很好的吸收夹杂物,在铸坯与结晶器之间起很好的 润滑作用,能合适的控制铸坯与结晶器之间的传热等,则保护渣加入到结 晶器内后必须形成合适的液渣层厚度。液渣层厚度与保护渣的熔化速度直 相关,而保护渣的熔化速度是由碳素材料控制的。因此,通常保护渣从本 质上讲是含由含CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O等成分的矿物原料 经处理后制成基材,再配入控制熔化速度和起骨架作用的碳素材料两部分 组成。
本发明为了获得含碳量低,而熔化速度合适的超低碳钢用保护渣采用的 方法是:在保护渣中加入了硼系、类ATH系、铝酸钠等阻燃剂,以延缓保护 渣中碳的氧化速度,使得保护渣中的碳更有效的发挥其控制熔化速度和起骨架 材料的作用,从而减少了保护渣中碳的配入量,有效实现超低碳钢的生产。这 与现有的降低保护渣中碳的方法是不同的,是本发明与现有技术的主要区别。 另外,阻燃剂的价格也比较便宜。
附图说明
图1为保护渣中碳含量对铸坯增碳的影响曲线图。
图2为发明例和比较例的熔化速度指数。
图3为发明例和比较例对钢水增碳的影响。

具体实施方式

将本发明的超低碳钢用保护渣与原有保护渣(比较例1、2、3、4)在 100公斤感应炉上进行使用试验。采用本发明的保护渣,可有效防止钢水 或铸坯增碳。具体实施例见表1。图1是发明例和比较例的熔化速度对比, 图2是发明例和比较例对钢水增碳的影响。由图1可知,采用本发明的技 术将保护渣的碳降下来后,保护渣的熔化速度仍可以得到控制;由图2可 知,本发明的保护渣对钢水的增碳小,能满足超低碳钢的生产要求。
表1实施例保护渣及比较例保护渣主要成份和使用效果   No.   主要化学成分,%   使用   效果   阻燃剂   碳素   材料   粘结剂   基材   硼系   ATH   -1   ATH   -2   铝酸   钠   C   面粉   水玻   璃   CMC   CaO+   MgO   SiO2+   Al2O3   Na2O+   F-+   Li2O   CaO/SiO2   熔   化   速   度   增   碳   情   况   实   施   例   F1   0.5   0   0.5   2.0   0.80   1.2   0   0.6   36.07   38.30   17.90   0.90   ○   -   F2   0   2.8   0   0   0.85   2.4   0   0   38.10   41.10   14.00   0.94   ○   -   F3   2.0   1.5   0   0.5   0.70   0   0.8   1.0   37.11   43.10   12.50   0.92   ○   -   F4   0   0   0   4.5   0.92   1.0   0.5   0.5   39.05   40.03   12.12   0.84   ○   -   F5   0.8   2.0   0   0   0.50   0   0   3.5   35.33   44.28   10.90   0.82   △   -   F6   3.5   0   0   0   0.80   0   1.0   1.6   40.68   36.79   13.80   0.98   ○   -   F7   1.0   0.5   0   1.5   0.60   1.5   0.5   0   36.0   42.0   15.80   0.85   ○   -   F8   0   0   4.0   0   0.92   1.3   0   0.9   36.69   38.67   16.24   0.84   ○   -   F9   2.4   0   1.0   0.8   0.50   0.6   0.6   0.5   37.15   39.26   16.80   0.88   △   -   F10   0   0   1.4   1.0   0.75   1.6   0   0   35.75   43.68   15.35   0.86   ○   -   F11   1.2   0   0   3.0   0.65   0   1.8   0.7   39.26   37.25   14.83   0.88   ○   -   F12   1.4   0   2.0   0.5   0.90   0   4.0   0   40.21   36.08   13.89   0.90   ○   -   比   较   例   B1   1.5   34.97   37.73   16.85   0.90   ○   +   B2   1.6   33.26   44.18   13.48   0.83   ○   +   B3   2.8   33.34   41.69   14.54   0.83   ○   +   注:1.“○”表示熔化速度合适,“△”表示熔化速度稍快;   2.“-”表示钢水不增碳,“+”表示增碳。
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