[发明专利]含硫易切削钢专用结晶器保护渣及其制造方法

说明书

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％，SiO₂ 25～30％，MgO 2～5％，Al₂O₃ 3～5％，Fe₂O₃ 2～6％；NaO+K₂O5～11％，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。

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％，SiO₂：27.5％，MgO：3.5％，Al₂O₃：4％，Fe₂O₃：4％；NaO+K₂O：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，使铸坯坯壳生长均匀，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匀性。

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匀性得到提高，结晶器内的固态渣膜厚度均匀，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℃。

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。