含多种金属氧化物的包晶钢保护渣的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含多种金属氧化物的包晶钢保护渣，对应钢种的化学成分为：C：0.08～0.22％，Si≤0.30％，S≤0.045％，P≤0.045％，其特征在于：该保护渣化学成分按重量百分比计为：30％≤CaO≤40％，20％≤SiO2≤30％，6.5％≤F-≤7.5％，10％≤Na2O≤15％，2％≤MgO≤3％，3％≤Al2O3≤4％，2％≤Fe2O3≤5％，1％≤Cr2O3≤10％，2％≤MnO≤7％，3％≤C固≤5％，其余组分为杂质：所述CaO/SiO2为1.2～1.4。利用该保护渣能有效提高包晶钢表面热辐射吸收能力，最终降低铸坯表面总裂纹发生率。
【专利说明】含多种金属氧化物的包晶钢保护渣
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢铁冶炼【技术领域】，具体是指一种含Cr203、Mn0和Fe203等多种金属氧 化物的包晶钢保护渣。
【背景技术】
[0002] 包晶钢是指碳含量在0. 08?0. 18%的一系列钢种，该系列钢种浇铸时，结晶器弯 月面初生凝固坯壳随温度下降发生S-Y转变，伴随着较大的体积收缩，坯壳与铜板脱离 形成气隙，导致热流变小坯壳变薄，在表面形成凹陷。凹陷部位冷却和凝固速度比其它部位 慢，组织粗化，对裂纹敏感性强，在热应力和钢水静压力作用下，在凹陷薄弱处产生应力集 中而出现裂纹。合适的保护渣能在其中起到降低铸坯缺陷的作用。
[0003] 包晶钢保护渣技术的关键是控制保护渣的热流密度，较小的热流密度能够减缓 凹陷的产生。传统的包晶钢保护渣具有高碱度，高熔点的特点，就是利用碱度高，结晶率 增大的特点，降低热流密度。但是随着碱度的进一步增大，包晶钢保护渣的热流密度没有 显著的降低。因此，需要研究一种保护渣，使其能够克服包晶钢相变转变区带来的体积收 缩，从而在包晶钢浇铸过程中，减少相变导致的铸坯纵裂现象。金属氧化物是指过渡元素 是指元素周期表中d区的一系列金属元素，又称金属。包括铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌等都是 金属。金属氧化物在保护渣中的含量一定时，可起到促进包晶钢保护渣析晶的作用。促进 析晶可提高保护渣渣膜的结晶度。对于保护渣中，一般分为结晶相与玻璃相。J.W.Cho，T. EmiandH.Shibata.HeatTransferacrossMoldFluxFilminMoldduringInitial SolidificationinContinuousCastingofSteel，ISIJInt.，1998, 38, 834-842提出保护 渣中传热分为晶格传导传热与表面辐射传热，其中结晶度直接与晶格传导传热相关，较大 的结晶度可缓解晶格传导传热。Xie.Relatedbasictheoryresearchandapplication practiceofcontinuouscastingcrystallizerMoldflux,Chongqing:Doctoral DissertationofChongqingUniversity，2004,记载了通过在保护渔中添加单一金属氧化 物，可明显提高保护渣结晶度，缓解保护渣渣膜传热。但对于多种金属氧化物混合加入，目 前尚无记载。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，提供一种含多种金属氧化物的包晶钢保护渣，利用 该保护渣能有效提高包晶钢表面热辐射吸收能力，最终降低铸坯表面总裂纹发生率。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种含多种金属氧化物的包晶钢保护渣，对应钢种 的化学成分为：c:0? 08?0? 22%，Si彡0? 30%，S彡0? 045%，P彡0? 045%，其特征在 于：该保护渣化学成分按重量百分比计为：30%彡CaO彡40%，20%彡Si02彡30%，6. 5% 7. 5%, 10%^Na20^ 15%, 2%^MgO^ 3%, 3%^A1203 ^ 4%, 2%^Fe203 ^ 5%, 1%彡Cr203彡10%，2%彡MnO彡7%，3%彡C固彡5%，其余组分为杂质：所述Ca0/Si02为 1. 2 ?1. 4。
[0006] 进一步优选地，该保护渣各化学成分按重量百分比为：CaO为39. 2,Si02为28%， A1203为3. 5%，F-为7%，Mg0为2%，Cr203、Mn0和Fe203三种组分构成的组合体彡8%，Na20 为8%,C@为4%,其余组分为杂质。
[0007] 包晶钢保护渣一般分为结晶相与玻璃相，过渡金属氧化物在保护渣中的含量一定 时，可起到促进包晶钢保护渣析晶的作用，促进析晶可提高保护渣渣膜的结晶度，也即提高 保护渣的结晶相比例。研究表明保护渣中传热分为晶格传导传热与表面辐射传热，其中结 晶度直接与晶格传导传热相关，较大的结晶度可缓解晶格传导传热。本发明的含多种金属 氧化物的包晶钢保护渣，通过在保护渣中按一定比例同时添加氧化锰，氧化铬，氧化铁，可 显著提高渣膜结晶率10%以上，达到缓解晶格传导传热，最终降低铸坯表面总裂纹发生率。 实践证明，本发明的含多种金属氧化物的包晶钢保护渣有益效果为：（1)可减少包晶钢保 护渣热流密度，缓解包晶钢浇铸过程中包晶相变带来的体积收缩；（2)可减少包晶钢浇铸 过程中出现的表面纵裂纹。
【具体实施方式】
[0008] 以下结合具体实施例对本发明的含多种金属氧化物的包晶钢保护渣作进一步详 细说明。
[0009] 实施例
[0010] 选取三组含多种金属氧化物的包晶钢保护渣，同时选取不含Cr203、MnO和Fe203 的市场现有最佳工业用包晶钢保护渣作对比例4,对应浇铸钢种的化学成分为C:0. 08? 0. 22%，Si彡0. 30%，S彡0. 045%，P彡0. 045%，这三组不同组分的保护渣及对比例的主 要化学成分按重量百分比见表1所示（其余组分为杂质）。其中碱度计算方法为R=CaO/ Si02。
[0011] 表 1
【权利要求】
1. 一种含多种金属氧化物的包晶钢保护渣，对应钢种的化学成分为：c :0. 08? 0.22%，Si彡0.30%，S彡0.045%，P彡0.045%，其特征在于：该保护渣化学成分按 重量百分比计为：30 %彡CaO彡40 %，20 %彡Si02彡30 %，6. 5 %彡F彡7. 5 %，8 % ^Na20^ 15%,2%^MgO^ 3%,3%^Al203 ^4%,2%^Fe2〇3^5%, l%^Cr203 ^ 10%, 2%彡MnO彡7%，3%彡C固彡5%，其余组分为杂质，其中，所述Ca0/Si02为1. 2?1. 4。
2. 根据权利要求1所述的含多种金属氧化物的包晶钢保护渣，其特征在于：该保护渣 化学成分按重量百分比计为：CaO为39. 2, Si02*28%，A1203为3. 5%，F_S7%，MgO为 2%，Cr203、Mn0和Fe203三种组分构成的组合体彡8%，Na 20为8%，（：@为4%，其余组分为 杂质。
【文档编号】B22D11/111GK104368778SQ201410637088
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】陈俊孚, 杨成威, 李丽坤, 曹同友, 万恩同, 孙伟, 张剑君, 彭著钢, 庞建飞 申请人:武汉钢铁(集团)公司