[发明专利]核电机组用无取向洁净硅钢连铸结晶器保护材料

说明书

技术领域：

本发明发球冶金辅料技术领域，特别是一种核电机组用无取向洁净硅钢专用连铸结晶器保护材料。

背景技术：

硅钢也叫电工钢，全称电工用硅钢薄板，是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心，广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、继电器电子器件及测量仪表中。它的生产工艺复杂,制造技术严格,国外的生产技术都以专利形式加以保护,视为企业的生命。硅是钢的良好脱氧剂，它与氧结合，使氧转变为稳定的不为碳还原的SiO₂，避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在α铁中成为固溶体后使电阻率增加，同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此，一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。但含硅量增加又会使材料变硬变脆，导热性和韧性下降，对散热和机械加工不利，故一般硅钢片的含硅量不超过4.5％。硅钢片分冷轧、热轧两种，使用较多的是冷轧硅钢片。冷轧硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性，初始磁导率大。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。

核电、水电、火电都需要用到硅钢，其中核能发电设备主要使用高牌号无取向硅钢片。目前国内能批量生产此高端产品的钢厂还在少数，有武钢、宝钢和鞍钢等。经过多年努力，宝钢已成功研制出不同系列和规格的高牌号无取向硅钢产品。2009年宝钢无取向电工钢销量为109万吨，国内市场占有率22.4%。武钢无取向硅钢产量及其高牌号率品种的产量在2010年上半年更是实现了翻番。未来随着核电设施在国内的不断加大投入，核电用钢的需求量将大幅增加，更多的企业在向核电用钢领域渗透，核电设备国产化的不断提高也支持着国产钢材的使用。核电承压设备用钢在使用环境上很特殊，要承受反应堆堆芯极强的辐照。核电钢制安全壳是核岛的最后一道防护层，对核岛的安全意义极为重大。因此，对核电钢的冶金质量及物理、力学、质量等性能要求极高。 

发明内容：

为实现本发明的目的，所述的核电机组用无取向洁净硅钢专用连铸结晶器保护材料，包括预熔料（预熔料的成分及质量百分含量：SiO₂ 26.0～32.0%，CaO 39.0～45.0%，R₂O 6.5～10.5%、F^—5.5～8.5%、MgO 5.0～12%）、细玻璃粉、碳酸锰、萤石、氟化钠、碳酸锂、进口碳黑，其质量百分含量分别为70.0%、7%、3%、11.5%、3%、4.0%、1.5%。

所述的保护材料中Li₂O的质量百分含量为2.0～3.0%，二元碱度（CaO/SiO₂）为0.70～0.85，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^—、MgO、Fe₂O₃，其质量百分含量为SiO₂  30.5～36.5%，CaO 24.0～30.0%，Al₂O₃  9.0%～12%，Na₂O 8.5～12.5%，F^—4.2～6.2%，MgO 3.0%～11%，Fe₂O₃  0.5%～4.0%，粘度（Pa·S/1300℃）：0.2～0.4。

武钢连铸机由奥钢联（VAI）提供基本设计，中冶连铸、比利时维苏威公司、武钢设计院和武钢自动化公司等单位共同参与设计，为代表国际先进水平的直弧型连续弯矫连铸机，采用中包快换浸入式水口、结晶器液压振动、动态软压下、动态二冷水控制、结晶器在线调宽、连续弯矫辊列布置等国际最新技术。由于核电用无取向硅钢含碳量低，裂纹敏感性较大浇铸过程中结晶器内坯壳收到摩擦阻力大，易出现坯壳与结晶器壁粘结报警和铸坯裂纹现象，因此要求保护材料对铸坯的润滑良好和传热均匀。