[发明专利]一种炼钢模铸用无碳保护渣

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢铸锭用辅助材料领域，特别涉及一种炼钢模铸用无碳保护渣。

背景技术

在炼钢铸锭过程中，在下注镇静钢时，通常在钢锭模底部、或在钢锭模底部附近放置或吊挂保护渣，当钢水通过汤道进入钢锭模底部和保护渣接触时，保护渣便浮在钢水面上，由于保护渣的熔点远低于钢水温度，因此在钢液面上形成了液渣层，钢水不断进入钢锭模，钢液面持续上升，保护渣继续熔化，这样在钢锭凝壳和钢锭模壁间形成了一层保护渣膜，直至钢锭浇注结束，整个钢锭表面都被一层渣膜包裹。

炼钢铸锭用保护渣(简称模铸保护渣)具有下列作用：熔渣层隔绝空气防止钢水二次氧化；熔渣吸附钢水中上浮的夹杂物；模壁与钢锭间的渣膜促使钢锭表面光洁；粉渣对钢水还起到保温作用。

保护渣通常由三部分组成，即含有CaO、SiO₂、Al₂O₃等氧化物的基本渣料；调节保护渣熔点、粘度、含有Na₂O、F等成分的助熔剂；调节保护渣熔化速度的炭素材料。

保护渣中的炭素材料为石墨、炭黑、焦碳粉等，加入量在10％～30％，它除了调节熔化速度，防止保护渣烧结外，还能改善保护渣的铺展性，强化保温作用。但是保护渣中的炭素材料常常引起钢锭局部增碳。未熔的保护渣在钢锭模底部与钢水直接接触，保护渣中的碳溶解于钢水引起增碳，钢液上升至锭身与帽口交界处粉渣在此聚集与滞留，粉渣与钢水和红热锭身接触引起增碳，在钢水最后凝固的帽部区域碳的传质造成的中心增碳。所以对于模铸低碳钢来说保护渣引起的钢锭局部增碳缺陷往往是无法避免的。对于那些含碳量小于1％的钢种来说必须使用专用保护渣。

减少甚至不加炭素材料无疑是防止钢锭增碳的有效途径，专利US4038067提出了采用BN为代表的氮化物以替代炭素材料。氮化物熔点较高，其晶格类似于石墨，可作为保护渣中的骨架材料，但价格昂贵，且保护渣的铺展性和保温性不如含碳保护渣。专利CN92106323.7采用天然硅灰石、石灰石、钾长石、萤石、工业纯碱、蛭石组成的无碳保护渣，该发明防止铸坯增碳的作用明显，但熔点粘度低，耗量大，易烧结，保温性与铺展性不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种炼钢模铸用无碳保护渣，使原材料种类简单化，低容重且使熔化性能、铺展性以及保温性能得到提高，并能有效避免钢锭增碳。

为实现上述目的，本发明提供一种炼钢模铸用无碳保护渣，其组分重量百分比为：含有CaO、SiO₂及少量Al₂O₃的硅灰石为基本渣料，加入量为50～70；含有SiO₂、Al₂O₃的飘珠，加入量为5～20；含有SiO₂、Al₂O₃的膨胀珍珠岩，加入量为10～25；工业用纯碱，加入量为5～15。

优选的，飘珠是电厂烟道灰中用水浮选的方法从煤灰中分离出来的，是一种封闭的空心球状物；膨胀珍珠岩是一种超轻质建筑材料，是由天然矿物经过膨胀处理而得到的，其容重为0.01克/厘米³。

较佳的，硅灰石、膨胀珍珠岩和工业用纯碱的粒度控制为：大于0.25毫米少于1％，小于0.044毫米不少于50％；飘珠粒径100％小于0.36毫米。

以下是本发明主要组分的作用及其限定说明：

硅灰石，加入量为50～70(wt％)

含有CaO、SiO₂及少量Al₂O₃的硅灰石为基本渣料，因为CaO、SiO₂、Al₂O₃是组成保护渣成分的主要氧化物，而硅灰石是一种天然矿物，它恰恰以上述三种氧化物为其主要成分，是保护渣优良的原材料之一，是本发明保护渣中的主原料。如果硅灰石加入量大于70％，则其他助熔剂及控制容重、控制流动性的材料加入过少，造成保护渣的综合性能不佳。如果加入量少于50％，则其他助剂加入过多，则成本上升，且保护渣性能也不适宜，有可能造成熔点、粘度偏低等。

飘珠，加入量为5～20(wt％)