生产含氮高锰钢的熔渣及其制备方法与流程

本发明属于高锰钢制备，具体涉及一种生产含氮高锰钢的熔渣及其制备方法。

背景技术：

1、高锰钢是传统的耐磨材料。但在实际生产中，能按要求生产出合符要求的高锰钢还是不太容易的。主要问题在于中频感应电炉生产时没有良好的熔渣材料形成，锰是强氧化性元素，易于氧化形成氧化渣，同时也易于偏析，造成成分不均匀。这就是高锰钢广泛被使用，但使用效果总是不理想的主要原因。

2、高锰钢液纯净程度直接影响铸件质量，高锰钢液中氧化物、夹杂物、气体含量等杂质的多少直接影响材质性能，特别是生产含氮高锰钢时，为确保氮含量的吸收和含量的稳定性，熔渣的保护作用尤为重要。

3、氧是在钢的凝固过程中偏析倾向最严重的元素之一，在钢液的凝固和随后的冷却过程中，氧的溶解度急剧下降，钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、硫氧化物等微细夹杂物的形式在与γ或α晶界处富集，这些微细夹杂物会造成晶界脆化，使钢的加工和使用过程中容易成为晶界开裂的起点，最终导致钢材发生脆性破坏。

4、钢在冷却过程中氢还会扩散析出，由于在固态钢中扩散速度很慢，只有很少量扩散到连铸坯(或钢锭)表面，多数是扩散到显微孔隙中、或夹杂物的附近、或晶界上的小孔中，形成氢分子。由于氢分子不断地在析出的地方聚集，低温下kh值很小，ph2却很大，引起钢的内应力。这种内应力再加上组织应力、热应力、变形应力等的总和，超过了钢的强度极限，就会破裂形成裂纹。

5、生产含氮高锰钢过程中使用熔渣材料，可以一定程度的降低有害气体，比如氧、氢等，但是现有的熔渣材料存在着降氧、氢效果比较差的问题，无法满足生产的需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种生产含氮高锰钢的熔渣及其制备方法，以解决现有的熔渣材料存在着降氧、氢效果比较差的问题。

2、为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种生产含氮高锰钢的熔渣，以重量份为单位，包括以下原料：生石灰粉70-90份、活性白土粉45-52份、坡缕石粉18-25份、滑石粉10-15份、萤石粉12-16份、蒙脱石粉7-10份、海泡石粉4-8份、铝酸钡粉3-5份、环氧树脂4-6份、水140-200份。

4、优选地，所述生石灰粉原料的质量指标为：cao：≥94.27％；粒度为700-800目。

5、优选地，所述活性白土粉原料的质量指标为：sio2：57.12％-60.09％；al2o3：16.11％-18.67％；mgo：2.98％-5.45％；粒度为800-1000目。

6、优选地，所述坡缕石粉原料的质量指标为：sio2：50.14％-57.36％；mgo：20.18％-26.75％；粒度为900-1000目。

7、优选地，所述滑石粉原料的质量指标为：sio2：56.91％-63.42％；mgo：25.36％-32.89％；粒度为1000-1200目。

8、优选地，所述萤石粉原料的质量指标为：caf2：≥78.23％；粒度为700-900目。

9、优选地，所述蒙脱石粉原料的质量指标为：sio2：54.01％-62.86％；al2o3：10.14％-26.83％；粒度为800-900目。

10、优选地，所述海泡石粉的粒度为800-900目。

11、优选地，所述铝酸钡粉的粒度为800-1000目。

12、本发明还提供一种生产含氮高锰钢的熔渣的制备方法，包括以下步骤：

13、(1)将生石灰、活性白土、坡缕石、滑石、萤石、蒙脱石、海泡石、铝酸钡分别粉碎，获得生石灰粉、活性白土粉、坡缕石粉、滑石粉、萤石粉、蒙脱石粉、海泡石粉、铝酸钡粉；

14、(2)按重量份数，将生石灰粉、活性白土粉、坡缕石粉、滑石粉、萤石粉、蒙脱石粉、海泡石粉、铝酸钡粉、环氧树脂、水加入搅拌机中，在温度为40-50℃，转速为300-400r/min下搅拌0.7-1h，制得混合料；

15、(3)将步骤(2)制得的混合料加入模具中，经真空吸滤成型后制成粒径为0.7-1.5cm的颗粒；

16、(4)将步骤(3)制得的颗粒送入烘箱中，在78-93℃下干燥7-11h，制得熔渣。

17、本发明具有以下有益效果：

18、(1)本发明制得的熔渣成分均匀稳定性好，具有低熔点、黏度适宜、体积密度小等优点，其中熔点在1287℃以下，黏度大于0.5pa·s，体积密度在1.60g/cm3以下，可满足含氮高锰钢生产的需求。

19、(2)应用本发明的熔渣生产含氮高锰钢的性能优异，其中抗拉强度为721.5mpa，氧含量为9.8ppm，氢含量为4.6ppm，可见可满足推广应用需求。

技术特征：

1.一种生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：生石灰粉70-90份、活性白土粉45-52份、坡缕石粉18-25份、滑石粉10-15份、萤石粉12-16份、蒙脱石粉7-10份、海泡石粉4-8份、铝酸钡粉3-5份、环氧树脂4-6份、水140-200份。

2.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述生石灰粉原料的质量指标为：cao：≥94.27％；粒度为700-800目。

3.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述活性白土粉原料的质量指标为：sio2：57.12％-60.09％；al2o3：16.11％-18.67％；mgo：2.98％-5.45％；粒度为800-1000目。

4.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述坡缕石粉原料的质量指标为：sio2：50.14％-57.36％；mgo：20.18％-26.75％；粒度为900-1000目。

5.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述滑石粉原料的质量指标为：sio2：56.91％-63.42％；mgo：25.36％-32.89％；粒度为1000-1200目。

6.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述萤石粉原料的质量指标为：caf2：≥78.23％；粒度为700-900目。

7.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述蒙脱石粉原料的质量指标为：sio2：54.01％-62.86％；al2o3：10.14％-26.83％；粒度为800-900目。

8.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述海泡石粉的粒度为800-900目。

9.根据权利要求1所述的生产含氮高锰钢的熔渣，其特征在于，所述铝酸钡粉的粒度为800-1000目。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的生产含氮高锰钢的熔渣的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种生产含氮高锰钢的熔渣，以重量份为单位，包括以下原料：生石灰粉70‑90份、活性白土粉45‑52份、坡缕石粉18‑25份、滑石粉10‑15份、萤石粉12‑16份、蒙脱石粉7‑10份、海泡石粉4‑8份、铝酸钡粉3‑5份、环氧树脂4‑6份、水140‑200份，所述熔渣是经过原料粉碎、称量、混料、制粒、烘干等步骤制成的。本发明制得的熔渣成分均匀稳定性好，具有低熔点、黏度适宜、体积密度小等优点，其中熔点在1287℃以下，黏度大于0.5Pa·S，体积密度在1.60g/cm3以下，可满足含氮高锰钢生产的需求。

技术研发人员：周正,赵四勇
受保护的技术使用者：广西长城机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16