专利名称：含硫易切削钢专用结晶器保护渣及其制造方法
技术领域：
本发明属于冶金辅料技术领域，特别是一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣及其 制造方法。
背景技术：
含硫易切削钢因其在机械加工过程中切削加工性能良好，具有刀具受力小、切削 加工时易断屑、表面光洁度好、刀具使用寿命长等优点被广泛地应用。钢中硫主要以MnS的 形式存在钢中，由于MnS夹杂物割断了基体的连续性和应力集中源作用而使车屑易断，润 滑作用好使刀具的磨损减小，从而改善了钢材的切削性能。含硫易切削钢在连铸进行生产时存在以下问题1)，由于含硫易切削钢高温强度 低，所以裂纹敏感性强；2)，钢中氧含量高，极易产生皮下气孔、结疤、表面裂纹等缺陷；3)， 该钢种界面张力小，钢渣混合后难以分离，铸坯易产生夹渣和粘渣；4)，浇注时铸坯温度变 化较大，硫化物在铸坯心部的易偏析，影响钢锭的内部及表面质量。目前，市场上尚未有专门针对含硫易切削钢专用结晶器的保护渣。
发明内容
本发明提供一种结合含硫易切削钢的浇铸条件、浇铸速度、结晶器振幅及铸坯断 面情况下，满足拉速的同时防止钢水二次氧化、润滑铸坯、吸附夹杂和缓冲结晶器对坯壳的 过度冷却，确保铸坯的外部质量的含硫易切削钢专用结晶器保护渣及其制造方法。一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣，其化学成分的质量百分配比如下，CaO 29 35%，Si02 2 5 30%，Mg0 2 5%，A1203 3 5%，Fe203 2 6%;Na0+K205 11 %， Li2O 0 2%，CaF2+NaF 5 9%，Mn0 0 5%，A1 灰 0. 5 2. 0%,B203 0 2%。，固体碳 5 11%，余量为造料粘接剂和水份。作为本发明的一种优选，一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣，其化学成分的质 量百分配比如下，CaO :32%,Si02 27. 5%, MgO 3. 5%, Al2O3 4%, Fe2O3 4% ；NaCHK2O 8%, Li2O 1%, CaF2+NaF 7%, MnO 2. 5%, Al 1. 25%, B2O3 :1%。，固体碳 8%，余量为造料粘合 剂和水份。本发明的含硫易切削钢专用连铸结器晶保护渣主要考虑以下因素保护渣碱度保护渣碱度是反映熔体结构的指标，在一定程度上对保护渣的熔体结构有很大的 影响，对保护渣的结晶特性和保护渣的凝固行为影响很大，直接关系到保护渣的导热性能 和润滑性能，是衡量保护渣特性的重要指标。保护渣碱度直接影响渣膜的结晶率，高碱度渣 会形成高结晶率的渣膜，高结晶率的保护渣膜可以有效降低和控制铸坯经渣膜向结晶器的 传热，使铸坯坯壳生长均勻，避免裂纹产生。特别是含硫易切削钢高温强度低，裂纹敏感性 强，保护渣要有合适高的碱度。提高熔渣的碱度，使扩散速度加快，有利于加快吸收钢水中 的夹杂。所以提高碱度是提高熔渣吸收夹杂和控制表面纵裂的有效手段。本保护渣碱度控制在1. 1 1. 3。保护渣的熔化温度保护渣的熔化温度主要决定于保护渣组成与结构，如基料的组分，助熔剂的种类 和成分等，保护渣熔化温度直接影响结晶器钢液面上的液渣层厚度及结晶器与铸坯之间的 固渣膜厚度，影响结晶器内初始坯壳形成的厚度和均勻性。本发明所述保护渣采用500目以上超细硅灰石等基料，大比例添加预熔料，增加 水磨制浆研磨时间，使保护渣各种原材料充分混合，因此，保护渣在结晶器中熔化均勻性得 到提高，结晶器内的固态渣膜厚度均勻，有效地按制结晶器的传热，避免硫化物在心部的偏 析和表面裂纹的产生，本发明的保护渣熔化温度控制在1110 1140°C。添加有效成分氧化亚铁和金属铝钢中硫主要以MnS的形式存在钢中，当钢水中保持适当的氧含量时，MnS夹杂物和 氧结合后，夹杂物形状保持近似球状，减少了 MnS夹杂物的长宽比，降低析出的MnS型硫化 物的硬度，提高切削钢的切削性能；如果钢中氧含量高，极易产生皮下气孔结疤表面裂纹等 缺陷；通过添加有效成分氧化亚铁和金属铝，合理控制其比例，控制钢水中氧的含量，将氧 含量保持在0. 010-0. 025%，提高其切削性能，以确保铸坯的内部质量。本发明的易切削钢连铸结晶器保护渣的制造方法，包括下列步骤a.按重量百分比将30%质量的水泥熟料、40%质量的萤石粉、30%质量的白碱混 合配料、搅拌、造球、干燥，制得的直径为30 50毫米的混合球，烘干保证水份< 2% ；要求 化学成分质量百分比:CaO 40 46%, SiO2 :3 9% ；MgO 0 3%, Al2O3 0 5%, Fe2O3 0 3% ；NaCHK2O 11 15%，F 12 18%，其余为挥发份。b.将10%质量的萤石块、10%质量的白云石、15%质量的石灰石、25%质量的玻 璃、10%质量的焦炭和30%质量的混合球充分混合后加热至1110 1140°C熔化，再进行水 淬，烘干处理至水分彡0. 5%，球磨，过筛后粒度400目在96%以上，得到保护渣预熔料；要 求化学成分质量百分比CaO 38 44%，SiO2 30 36%，MgO :0 5%，Al2O3 :0 5%， Fe2O3 0 33% ；NaCHK2O :4 8%，F :5 11 % ；c.将50%质量的保护渣预熔料、20%质量的500目超细硅灰石、5%质量的水泥、 8%质量的NaF、l. 5%质量的金属铝粉、3%质量的氧化亚铁、2. 5%质量的碳酸锂、质量 的硼砂、7%质量的碳质材料、2%质量的粘结剂按比例配料，放入搅拌机充分混合，水磨制 浆，水磨时间彡50min，液压泵输入喷雾干燥塔中喷雾造粒，泵压力1. 0 1. 6MPa，塔体进风 口温度550 660°C，出风口温度150 200°C。所述的辅助材料球粒度为过筛后500目在 96%以上，所述碳质材料为固体碳，可以是碳黑，石黑或其混合物；d.对上述所得预熔型中空保护渣颗料进筛选，过筛后粒度0. 20 1. Omm的颗粒在 95%以上，水份彡0.3%，即得到含硫易切削钢专用结晶器保护渣。通过添加有效成分氧化亚铁和金属铝，合理控制其两者的比例，以达到控制钢水 中氧的含量，将氧含量保持在0. 010-0. 025%，MnS与氧结合成中间产物，降低析出的MnS型 硫化物的硬度，减少了 MnS夹杂物的长宽比，使夹杂物保持近似球状，提高其切削性能，以 提高铸坯的内部质量。经现场试验证明，该保护渣在使用过程中，保护渣铺展性好，熔化性， 保温性能良好。在某钢厂200X900 1200mm板坯连铸机上浇铸含硫易切削钢时，拉速稳 定在1. 5m/min时的渣耗为0. 45Kg/T钢，钢水表面液渣层厚度8_12mm，结晶器内四个面传热量稳定和均勻结晶器磨擦力稳定；试验渣渣条小，液渣流入均勻，保护渣润滑性好。铸坯表 面无夹渣和粘渣现象，铸坯表面质量完好。
具体实施例方式实施例1 一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣，其化学成分的质量百分配比如下 Ca033. 5 %, SiO2 30. 1 %, Li2O 1.0%, NaO 8.5%, B2O3 0. 6 %, F 8.3%, MgO 2. 4%, Al2033. 2%, Al+ 0. 8%, Fe2O3 2.3%，C 6.8%。余量为造料粘合剂和水份。保护渣物理性质熔点1065°C，13000C的粘度0. IlPa · S，熔化速度24秒。实施例2 一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣，其化学成分的质量百分配比如下 Ca036. 5 %, SiO2 32.1 %, Li2O 1.1%, NaO 6.5%, B2O3 0.2%, F 6.3%, MgO 2.4%, Al2033. 5%, Al+ 1. 2%, Fe2O3 2.0%，C 7.8%。余量为造料粘合剂和水份。保护渣物理性质熔点1045°C，13000C的粘度0. IOPa · S，熔化速度26秒。实施例三一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣，其化学成分的质量百分配比如下， Ca032 %, SiO2 27. 5 %, MgO 3. 5 %, Al2O3 4 %, Fe2O3 4 % ；NaCHK2O 8 %, Li2O 1 %, CaF2+NaF7%, MnO 2. 5%，Al灰1. 25%，B2O3 1 %。，固体碳8%，余量为造料粘合剂和水份。
权利要求
一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣，其特征在于其化学成分的质量百分配比如下，CaO 29～35％，SiO2 25～30％，MgO 2～5％，Al2O3 3～5％，Fe2O32～6％；NaO+K2O 5～11％，Li2O 0～2％，CaF2+NaF 5～9％，MnO 0～5％，Al灰0.5～2.0％，B2O3 0～2％。，固体碳5～11％，余量为造料粘接剂和水份。
2.如权利要求1所述的含硫易切削钢专用结晶器保护渣，其特征在于其化学成分的 质量百分配比如下，CaO 32%, SiO2 27. 5%, MgO 3. 5%, Al2O3 A%, Fe2O3 4% ；NaCHK2O 8%, Li2O 1%, CaF2+NaF 7%, MnO 2. 5%, Al 1. 25%, B2O3 :1%。，固体碳 8%，余量为造料 粘合剂和水份。
3.如权利要求1所述的含硫易切削钢专用结晶器保护渣的制备方法，其特征在于它 包括下列步骤a.按重量百分比将30%质量的水泥熟料、40%质量的萤石粉、30%质量的白碱混合配 料、搅拌、造球、干燥，制得的直径为30 50毫米的混合球，烘干保证水份≤ 2% ；要求化学 成分质量百分比CaO 40 46%，SiO2 :3 9% =MgO 0 3%,Al2O3 0 5%,Fe2O3 0 3% ；NaCHK2O :11 15%，F :12 18%，其余为挥发份。b.将10%质量的萤石块、10%质量的白云石、15%质量的石灰石、25%质量的玻璃、 10%质量的焦炭和30%质量的混合球充分混合后加热至1110 1140°C熔化，再进行水淬， 烘干处理至水分≤0. 5%，球磨，过筛后粒度400目在96%以上，得到保护渣预熔料；要求化 学成分质量百分比:CaO 38 44%, SiO2 30 36%,MgO 0 5%, Al2O3 0 5%, Fe2O3 0 33% ；NaCHK2O :4 8%，F :5 11 % ；c.将50%质量的保护渣预熔料、20%质量的500目超细硅灰石、5%质量的水泥、8% 质量的NaF、l. 5%质量的金属铝粉、3%质量的氧化亚铁、2. 5%质量的碳酸锂、质量的硼 砂、质量的碳质材料、2%质量的粘结剂按比例配料，放入搅拌机充分混合，水磨制浆，水 磨时间彡50min，液压泵输入喷雾干燥塔中喷雾造粒，泵压力1. 0 1. 6MPa，塔体进风口温 度550 660°C，出风口温度150 200°C。所述的辅助材料球粒度为过筛后500目在96% 以上，所述碳质材料为固体碳，可以是碳黑，石黑或其混合物；d.对上述所得预熔型中空保护渣颗料进筛选，过筛后粒度0.20 1. Omm的颗粒在 95%以上，水份≤0.3%，即得到含硫易切削钢专用结晶器保护渣。
全文摘要
本发明公开一种含硫易切削钢专用结晶器保护渣及其制造方法，其化学成分的质量百分配比如下，CaO 29～35％，SiO2 25～30％，MgO 2～5％，Al2O3 3～5％，Fe2O3 2～6％；NaO+K2O 5～11％，Li2O 0～2％，CaF2+NaF 5～9％，MnO 0～5％，Al灰0.5～2.0％，B2O3 0～2％，固体碳5～11％，余量为造料粘接剂和水份。含硫易切削钢高温强度低，裂纹敏感性强，保护渣要有合适高的碱度。提高熔渣的碱度，使扩散速度加快，有利于加快吸收钢水中的夹杂。所以提高碱度是提高熔渣吸收夹杂和控制表面纵裂的有效手段。
文档编号B22D11/111GK101982257SQ20101050827
公开日2011年3月2日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者张国令, 朱云峰, 李党军, 王庆来 申请人:河南通宇冶材集团有限公司