[发明专利]一种大圆坯耐磨高锰钢用连铸结晶器保护渣

说明书

技术领域

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

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、抗磨损的铸件。

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。

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：①保护渣成本高，造成产品的生产成本居高不下；②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；③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。

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，而钢液中的MnO易在渣中富集，易发生粘结漏钢现象。

发明内容

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。

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％。

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：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。

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。

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。

本技术方案的有益效果如下：

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0.4～0.6Pa.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。

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。