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1、(10)申请公布号 CN 103817302 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103817302 A (21)申请号 201410068319.8 (22)申请日 2014.02.27 B22D 11/111(2006.01) (71)申请人 西峡龙成冶金材料有限公司 地址 474500 河南省南阳市西峡县灌河东路 (72)发明人 薄红涛 张福 王旭阳 马晓娜 杜震宇 庞炎 梁冠东 (74)专利代理机构 郑州红元帅专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 41117 代理人 季发军 (54) 发明名称 一种大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣 (57) 摘要 本发明公开了一种大圆坯耐。
2、磨高锰钢用连铸 结晶器保护渣， 其通过采用低碳量， 高粘度， 减少 坯壳内部热应力小， 增加渣耗量， 从而减少裂纹 ； 保护渣碱度0.81.1， 避免因传热不均而产生裂 纹 ； 8 12 Na2O、 6 8%F-和 3 4.5%Li2O 实现 了结晶器中上部的弱冷和传热均匀， 提高吸收夹 杂效果， 减少裂纹 ； 2 8%MnO 削弱晶格振动和传 导传热， 提高保护渣结晶性能和铸坯质量。 所述保 护渣原料易得， 生产成本低 ； 经现场试验， 保护渣 铺展性较好， 渣透气性较好， 化渣均匀稳定， 不结 团， 该保护渣渣耗量在0.320.42kg/吨钢左右， 消耗成本相对较低， 铸坯一级品合格率提高。
3、显著。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 103817302 A CN 103817302 A 1/1 页 2 1. 一种大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣， 其特征在于， 所述保护渣由如下质量 百分含量的原材料制得 ： 硅灰石 54 60%、 铝钒土 4 6%、 碳黑 3 %、 石墨 1 2%、 萤石 9 12%、 碳酸钠 1.5 3%、 碳酸锂 5 7 %、 方解石 3.5 5.5 %、 碳酸锰 3 4%、 粘合剂 0.2 2%、 轻烧镁砂 2% 6%。
4、。 2. 如权利要求 1 所述大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣， 其特征在于， 所述保护 渣化学成分及质量百分含量为 ： CaO ： 29% 33， SiO2： 30% 36， MgO ： 3% 6， LiO2： 3% 4.5%， Al2O3： 6% 10%， Na2O ： 8% 12， F-： 6% 8%， MnO ： 2% 8%， C ： 2.8% 8%， 余 量 ： 杂质。 3. 如权利要求 1 所述大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣， 其特征在于 ： 所述保护 渣碱度即 CaO/SiO2为 0.8 1.1， 熔点 1100 1150， 1300下粘度 0.4 0.6Pa.s。 4. 。
5、如权利要求 1 所述大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣， 其特征在于 ： 所述粘合 剂是由糊精、 羧甲基纤维钠、 植物淀粉中的一种或几种组成。 权 利 要 求 书 CN 103817302 A 2 1/5 页 3 一种大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣 技术领域 0001 本发明属于炼钢辅料制备技术领域， 具体涉及一种大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶 器保护渣。 背景技术 0002 耐磨高锰钢特别适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况， 常用于制造球 磨机衬板， 锤式破碎机锤头， 颚式破碎机颚板， 圆锥破碎机轧臼壁、 破碎壁， 挖掘机斗齿、 斗 壁， 铁道道岔， 拖拉机和坦克的履带板等抗冲击、 。
6、抗磨损的铸件。 0003 连铸圆坯由于其形状上的不利因素易产生表面缺陷， 严重时会导致漏钢事故。耐 磨高锰钢在连铸过程中 , 其线收缩值 , 为 2.4 3.5%, 是碳钢线收缩值的两倍以上 , 因此 高锰钢铸件在凝固收缩过程中收缩受阻时就会产生很大的内应力， 容易在连铸过程中出现 不可预测的事故。 0004 对于该类钢种的连铸来说， 目前国内的结晶器保护渣产品主要依赖进口， 存在问 题是 ： 保护渣成本高， 造成产品的生产成本居高不下 ； 进口渣不能有效结合我国现场 具体工艺情况及时做出相应的调整， 难以满足实际需要 ； 由于高锰钢连铸过程中的夹杂 物多且呈高熔点状， 故保护渣在使用过程中质。
7、量极易恶化， 造成工艺不顺行和铸坯表面质 量问题较多， 使钢铁企业的生产成本增加。 0005 文献 圆坯大断面中碳高锰钢专用保护渣的应用研究 中， 最终设计的配方成分 为 ： SiO2： 34.45， Al2O3： 6.25%， Fe2O3 1.83%， CaO ： 27.28， MgO ： 1.08， K2O ： 0.2%， Na2O ： 4.41， F-： 3.81%， C固： 18.25%， H2O 0.3% ； 碱度 0.79， 熔点 1205， 粘度 8.47 泊， 该方案 原渣中不含 MnO、 粘度高， 致使冷却过程中结晶体数量少， 传热效果不够理想， 仍会有裂纹产 生， 而钢液中。
8、的 MnO 易在渣中富集， 易发生粘结漏钢现象。 发明内容 0006 本发明目的是为了弥补现有技术的不足， 提供一种能够适应大圆坯耐磨高锰钢连 铸生产的高锰连铸结晶器保护渣。 0007 一种大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣， 其由如下质量百分含量的原材料制 得 ： 硅灰石 54 60%、 铝钒土 4 6%、 碳黑 3 %、 石墨 1 2%、 萤石 9 12%、 碳酸钠 1.5 3%、 碳酸锂 5 7 %、 方解石 3.5 5.5 %、 碳酸锰 3 4%、 粘合剂 0.2 2%、 轻烧镁砂 2% 6%。 0008 所述大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣， 其化学成分及质量百分含量为 ： CaO。
9、 ： 29% 33， SiO2： 30% 36， MgO ： 3% 6， LiO2： 3% 4.5%， Al2O3： 6% 10%， Na2O ： 8% 12， F-： 6% 8%， MnO ： 2% 8%， C ： 2.8% 8%， 余量 ： 杂质。 0009 所述大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣的碱度即 CaO/SiO2为 0.8 1.1， 熔 点 1100 1150， 1300下粘度 0.4 0.6Pa.s。 0010 所述粘合剂是由糊精、 羧甲基纤维钠、 植物淀粉中的一种或几种组成。 说 明 书 CN 103817302 A 3 2/5 页 4 0011 本技术方案的有益效果如下 ：。
10、 1） 本发明保护渣， 采用低碳量， 高粘度 ； 碳含量控制在 2.8% 8%， 减小钢液凝固收缩时 的收缩阻力， 有效减少了钢液凝固时由于钢中的铁素体向奥氏体转变而产生的大幅度相变 收缩， 细化晶粒， 坯壳内部热应力小， 坯壳生长均匀， 不易产生裂纹 ； 采用较高的粘度有利于 控制铸坯表面的振痕深度， 同时有利于获得高表面质量的的铸坯， Al2O3对保护渣的粘度、 结 晶倾向影响比较大， 随着Al2O3含量的增加， 保护渣的粘度增加， 结晶倾向增加， 故将Al2O3控 制在6%10%之间， 使保护渣粘度控制在0.40.6Pa.s， 避免连铸圆坯由于其形状上的不 利因素易产生的表面缺陷， 在适。
11、当增加渣耗量、 减少粘结漏钢风险的同时， 获得的铸坯表面 总体平整光滑。 0012 2） 保护渣碱度控制在 0.8 1.1 之间较为合适， 形成低熔点的 CaO-SiO2-Al2O3三 元相系， 能够有效抑制传热， 避免因传热不均而造成的裂纹的现象， 又能获得较好的润滑效 果， 避免钢液中晶粒向粗大化方面发展。 0013 3） 本方案的设计保护渣碱度在 0.8 1.1， 同时控制组分 Na2O、 F-和 Li2O 含量分 别在8%12Na2O、 6%8%F-和3%4.5%Li2O， 能够降低结晶体析出温度， 控制保护渣渣 膜在冷凝过程中析出的结晶体数量， 使保护渣在冷凝过程中部分转变为枪晶石、。
12、 萤石、 钠氟 石等结晶体， 实现了结晶器中上部的弱冷和传热均匀， 减少了裂纹的产生 ； 同时， Na2O、 CaO 和 F-， 能够有效提高保护渣的吸收夹杂效果， 减少高锰钢连铸过程中的高熔点状夹杂物， 防 止成分偏析， 从而避免横列纹的产生。 0014 4） 加入 2% 8%MnO 能明显降低保护渣粘度和熔化温度， 有效改善粘结漏钢现象， 减少透明玻璃体， 削弱晶格振动和传导传热， 提高保护渣的结晶性能和铸坯质量。 0015 5） 保护渣的熔点越高 , 越不容易产生裂纹， 因为熔点提高之后结晶器内出生坯壳 与结晶器铜板壁之间的固渣膜厚度增加， 保护渣的热阻增大、 保护渣传热均匀指数增加 ；。
13、 但 考虑到耐磨高锰钢的线收缩至较大、 熔化条件恶劣， 故熔点只能比常规保护渣稍高， 将熔点 控制在 1100 1150之间。 0016 6） 本方案的原料易得， 主要原料硅灰石成本低廉， 萤石、 铝钒土等用量相对较少， 使得生产保护渣成本相对较低， 易于实现大规模生产使用。 0017 7） 经现场使用试验表明， 采用本发明保护渣， 液渣层厚度 8 12mm， 达到了理想 的设计标准 ； 在浇铸过程中， 保护渣铺展性较好， 能均匀的铺展于钢水表面 ； 保护渣透气 性较好， 火苗较小且火焰分布均匀， 化渣均匀稳定， 不存在结团等现象 ； 该保护渣渣耗量在 0.32 0.42kg/ 吨钢左右， 消。
14、耗成本相对较低 ； 等铸坯冷却后， 观察冷态下铸坯， 铸坯表面 总体平整光滑无异常， 振痕清晰、 规则、 较浅， 无沾渣、 卷渣现象， 铸坯一级品合格率提高显 著。 0018 8） 本发明方案经现场试验， 保护渣质量稳定， 且能够有效结合我国现场具体工艺 情况及时做出相应的调整， 在本发明保护渣原料和成分的范围内， 基本可以满足我国大部 分钢厂的实际需要。 具体实施方式 0019 下面结合实施例对本发明作进一步说明。 0020 实施例一 说 明 书 CN 103817302 A 4 3/5 页 5 一种为某厂大圆坯高锰耐磨钢设计的连铸结晶器保护渣， 其原材料配方为 ： 硅灰石 58%、 铝钒土。
15、4.7 %、 碳黑3 %、 石墨1.3 %、 萤石10.2 %、 碳酸钠2.3%、 碳酸锂6%、 方解石5.1%、 碳酸锰 5.4 %、 糊精 1%、 轻烧镁砂 3%。 0021 采用常规工艺制得保护渣， 其主要理化指标化验结果如下 ： CaO ： 29.7， SiO2： 34.9， MgO ： 3.7， LiO2： 3.6%， Al2O3： 6.2%， Na2O ： 8.8， F-： 6.7%， MnO ： 2.8%， C ： 3.2%， 余 量 ： 杂质。 0022 所述保护渣碱度即 CaO/SiO2为 0.85， 熔点 1132， 1300下粘度 0.45Pa.s。 0023 开浇起步时。
16、， 将调整后的保护渣推入结晶器中 , 经观测 , 钢液面波动在 3mm 以内， 拉速稳定在 0.45 m/min， 此时测量液渣层厚度 10mm 左右。此后隔 20min 测一次液渣层， 其 厚度在 9.5 10.5mm， 达到了理想的设计标准。经观测 , 在浇铸过程中， 保护渣铺展性较 好， 能均匀的铺展于钢水表面。保护渣透气性较好， 火苗较小且火焰分布均匀， 化渣均匀稳 定， 不存在结团等现象。经统计， 该保护渣渣耗量在 0.35kg/ 吨钢左右。等铸坯冷却后， 观 察冷态下铸坯， 铸坯表面总体平整光滑无异常， 振痕清晰、 规则、 较浅， 无沾渣、 卷渣现象， 铸 坯一级品合格率提高显著。。
17、 0024 实施例二 一种为某厂大圆坯高锰耐磨钢设计的连铸结晶器保护渣， 其原材料配方为 ： 硅灰石 56.7%、 铝钒土 5.2%、 碳黑 3%、 石墨 1.5%、 萤石 12.4%、 碳酸钠 2.1%、 碳酸锂 6.7%、 方解石 4.9%、 碳酸锰 3.1%、 植物淀粉 1%、 轻烧镁砂 3.4%。 0025 采用常规工艺制得保护渣， 其主要理化指标化验结果如下 ： CaO ： 31.1， SiO2： 32.4， MgO ： 4.1， LiO2： 4.2%， Al2O3： 6.5%， Na2O ： 8.2， F-： 7.2%， MnO ： 2.7%， C ： 3.4%， 余 量 ： 杂质。
18、。 0026 所述保护渣碱度即 CaO/SiO2为 0.97， 熔点 1125， 1300下粘度 0.56Pa.s。 0027 开浇起步时， 将调整后的保护渣推入结晶器中 , 经观测 , 钢液面波动在 3mm 以内， 拉速稳定在 0.35 m/min， 此时测量液渣层厚度 10.5mm 左右。此后隔 20min 测一次液渣层， 其厚度在1011mm， 达到了理想的设计标准。 经观测, 在浇铸过程中， 保护渣铺展性较好， 能均匀的铺展于钢水表面。保护渣透气性较好， 火苗较小且火焰分布均匀， 化渣均匀稳定， 不存在结团等现象。经统计， 该保护渣渣耗量在 0.37kg/ 吨钢左右。等铸坯冷却后， 观。
19、察冷 态下铸坯， 铸坯表面总体平整光滑无异常， 振痕清晰、 规则、 较浅， 无沾渣、 卷渣现象， 铸坯一 级品合格率提高显著。 0028 实施例三 一种为某厂大圆坯高锰耐磨钢设计的连铸结晶器保护渣， 其原材料配方为 ： 硅灰石 57.4%、 铝钒土5.8%、 碳黑3 %、 石墨2%、 萤石9.8%、 碳酸钠1.5%、 碳酸锂5%、 方解石5.5 %、 碳 酸锰 3.2 %、 羧甲基纤维钠 0.8%、 轻烧镁砂 6%。 0029 采用常规工艺制得保护渣， 其主要理化指标化验结果如下 ： CaO ： 29， SiO2： 30， MgO ： 6， LiO2： 3%， Al2O3： 7.8%， Na2。
20、O ： 8， F-： 6%， MnO ： 2%， C ： 8%， 余量 ： 杂质。 0030 所述保护渣碱度即 CaO/SiO2为 0.96， 熔点 1125， 1300下粘度 0.51Pa.s。 0031 开浇起步时， 将调整后的保护渣推入结晶器中 , 经观测 , 钢液面波动在 3.5mm 以 内， 拉速稳定在 0.6m/min， 此时测量液渣层厚度 8.5mm 左右。此后隔 20min 测一次液渣层， 其厚度在 8 9mm， 达到了理想的设计标准。经观测 , 在浇铸过程中， 保护渣铺展性较好， 说 明 书 CN 103817302 A 5 4/5 页 6 能均匀的铺展于钢水表面。保护渣透气。
21、性较好， 火苗较小且火焰分布均匀， 化渣均匀稳定， 不存在结团等现象。经统计， 该保护渣渣耗量在 0.32kg/ 吨钢左右。等铸坯冷却后， 观察冷 态下铸坯， 铸坯表面总体平整光滑无异常， 振痕清晰、 规则、 较浅， 无沾渣、 卷渣现象， 铸坯一 级品合格率提高显著。 0032 实施例四 一种为某厂大圆坯高锰耐磨钢设计的连铸结晶器保护渣， 其原材料配方为 ： 硅灰石 58 %、 铝钒土 5.2 %、 碳黑 3 %、 石墨 1 %、 萤石 10.4%、 碳酸钠 3%、 碳酸锂 6 %、 方解石 5.2%、 碳酸 锰 4 %、 糊精 0.1%、 羧甲基纤维钠 0.1 %、 轻烧镁砂 4%。 003。
22、3 采用常规工艺制得保护渣， 其主要理化指标化验结果如下 ： CaO ： 29， SiO2： 30， MgO ： 3， LiO2： 3%， Al2O3： 6%， Na2O ： 12， F-： 6%， MnO ： 8%， C ： 2.8%， 余量 ： 杂质。 0034 所述保护渣碱度即 CaO/SiO2为 0.96， 熔点 1120， 1300下粘度 0.4Pa.s。 0035 开浇起步时， 将调整后的保护渣推入结晶器中 , 经观测 , 钢液面波动在 3mm 以内， 拉速稳定在 0.35 m/min， 此时测量液渣层厚度 11.5mm 左右。此后隔 20min 测一次液渣层， 其厚度在1112m。
23、m， 达到了理想的设计标准。 经观测, 在浇铸过程中， 保护渣铺展性较好， 能均匀的铺展于钢水表面。保护渣透气性较好， 火苗较小且火焰分布均匀， 化渣均匀稳定， 不存在结团等现象。经统计， 该保护渣渣耗量在 0.42kg/ 吨钢左右。等铸坯冷却后， 观察冷 态下铸坯， 铸坯表面总体平整光滑无异常， 振痕清晰、 规则、 较浅， 无沾渣、 卷渣现象， 铸坯一 级品合格率提高显著。 0036 实施例五 一种为某厂大圆坯高锰耐磨钢设计的连铸结晶器保护渣， 其原材料配方为 ： 硅灰石 54%、 铝钒土 6 %、 碳黑 3 %、 石墨 1 %、 萤石 9%、 碳酸钠 1.5%、 碳酸锂 5.5 %、 方解。
24、石 3.8 %、 碳 酸锰 3%、 糊精 1%、 羧甲基纤维钠 0.2 %、 轻烧镁砂 2%。 0037 采用常规工艺制得保护渣、 其主要理化指标化验结果如下 ： CaO ： 29， SiO2： 36， MgO ： 3， LiO2： 3%， Al2O3： 10%， Na2O ： 8， F-： 6%， MnO ： 2%， C ： 2.8%， 余量 ： 杂质。 0038 所述保护渣碱度即 CaO/SiO2为 0.8， 熔点 1135， 1300下粘度 0.53Pa.s。 0039 开浇起步时， 将调整后的保护渣推入结晶器中 , 经观测 , 钢液面波动在 3mm 以内， 拉速稳定在0.55m/min。
25、， 此时测量液渣层厚度10mm左右。 此后隔20min测一次液渣层， 其厚 度在 10 11mm， 达到了理想的设计标准。经观测 , 在浇铸过程中， 保护渣铺展性较好， 能 均匀的铺展于钢水表面。保护渣透气性较好， 火苗较小且火焰分布均匀， 化渣均匀稳定， 不 存在结团等现象。经统计， 该保护渣渣耗量在 0.34kg/ 吨钢左右。等铸坯冷却后， 观察冷态 下铸坯， 铸坯表面总体平整光滑无异常， 振痕清晰、 规则、 较浅， 无沾渣、 卷渣现象， 铸坯一级 品合格率提高显著。 0040 实施例六 一种为某厂大圆坯高锰耐磨钢设计的连铸结晶器保护渣， 其原材料配方为 ： 硅灰石 60 %、 铝钒土 4。
26、 %、 碳黑 3 %、 石墨 1.4%、 萤石 12%、 碳酸钠 1.5%、 碳酸锂 7 %、 方解石 3.5 %、 碳酸 锰 3.6 %、 糊精 1%、 植物淀粉 1 %、 轻烧镁砂 2%。 0041 采用常规工艺制得保护渣， 其主要理化指标化验结果如下 ： CaO ： 33， SiO2： 30， MgO ： 3， LiO2： 4.5%， Al2O3： 6%， Na2O ： 8， F-： 8%， MnO ： 2%， C ： 5.2%， 余量 ： 杂质。 0042 所述保护渣碱度即 CaO/SiO2为 1.1， 熔点 1150， 1300下粘度 0.6Pa.s。 说 明 书 CN 103817。
27、302 A 6 5/5 页 7 0043 开浇起步时， 将调整后的保护渣推入结晶器中 , 经观测 , 钢液面波动在 3mm 以内， 拉速稳定在 0.4m/min， 此时测量液渣层厚度 11mm 左右。此后隔 20min 测一次液渣层， 其厚 度在10.511.5mm， 达到了理想的设计标准。 经观测, 在浇铸过程中， 保护渣铺展性较好， 能均匀的铺展于钢水表面。保护渣透气性较好， 火苗较小且火焰分布均匀， 化渣均匀稳定， 不存在结团等现象。经统计， 该保护渣渣耗量在 0.39kg/ 吨钢左右。等铸坯冷却后， 观察冷 态下铸坯， 铸坯表面总体平整光滑无异常， 振痕清晰、 规则、 较浅， 无沾渣、 卷渣现象， 铸坯一 级品合格率提高显著。 说 明 书 CN 103817302 A 7 。