阅读说明：本技术 用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣及其制备方法 (Covering slag for high-carbon high-alloy wear-resistant steel and preparation method thereof ) 是由 赵立 左小坦 陶群南 王东兴 杨伟勇 黄雁 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及炼钢领域,公开了一种用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣及其制备方法,所述保护渣包括基础料渣、助溶剂和熔速调节剂；其中,基础料渣的成分包括CaO：27.6～33.6wt％和SiO<Sub>2</Sub>：29.2～35.2wt％；助溶剂的成分包括Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>：3.8～6.6wt％、F：3.8～9.0wt％和Na<Sub>2</Sub>O：6.6～9.2wt％；熔速调节剂的成分包括C：11.7～14.3wt％。解决了高碳高合金耐磨钢容易在铸坯表面产生纵裂纹的问题。(The invention relates to the field of steelmaking and discloses a covering slag for high-carbon high-alloy wear-resistant steel and a preparation method thereof, wherein the covering slag comprises basic material slag, a cosolvent and a melting speed regulator; wherein, the basic material slag comprises the following components: 27.6 to 33.6 wt% and SiO 2 : 29.2-35.2 wt%; the cosolvent comprises Al 2 O 3 : 3.8-6.6 wt%, F: 3.8 to 9.0 wt% and Na 2 O: 6.6-9.2 wt%; the melting speed regulator comprises the following components: 11.7 to 14.3 wt%. Solves the problem that the high-carbon high-alloy wear-resistant steel is easy to generate longitudinal cracks on the surface of a casting blank.)

用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣及其制备方法

技术领域

本发明涉及炼钢领域，具体地，涉及一种用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣及其制备方法。

背景技术

耐磨钢由于其表面硬度高，韧性好，优良的耐磨性能，在矿山采矿领域具有广泛的应用。该钢种除了碳含量高外，还需加入高合金元素(Si、Mn、Cr)，以达到该钢种的耐磨性能要求。由于该钢种高碳高合金钢种特性，其凝固收缩率大，同时凝固坯壳强度差，若遇工况不顺或保护渣性能不匹配时，容易在铸坯表面产生纵裂纹，目前国内钢厂在解决该钢种的表面纵裂纹问题时，主要通过优化工艺和调控保护渣理化指标来实现。保护渣方面主要是从润滑和传热两方面来进行调控，但由于工艺控制要求严格，适应范围窄，稍有不顺会有表面纵裂纹缺陷产生，该表面缺陷同时会影响轧钢成材率，给企业带来巨大的经济损失。所以如何把握保护渣理化指标的调整幅度，解决表面纵裂纹缺陷问题，保证连铸顺行，提升产品质量，已成为国内各大钢厂急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣及其制备方法，解决了高碳高合金耐磨钢容易在铸坯表面产生纵裂纹的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣，所述保护渣包括基础料渣、助溶剂和熔速调节剂；

其中，基础料渣的成分包括CaO：27.6～33.6wt％和SiO₂：29.2～35.2wt％；

助溶剂的成分包括Al₂O₃：3.8～6.6wt％、F：3.8～9.0wt％和Na₂O：6.6～9.2wt％；

熔速调节剂的成分包括C：11.7～14.3wt％。

本发明还提供了一种用于高碳高合金耐磨钢用的制备方法，所述制备方法包括将上述的基础料渣、助溶剂和熔速调节剂混合，熔化后冷却，烘干、研磨后得到。

通过上述技术方案，本发明提供了一种用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣及其制备方法，其中CaO和SiO₂为保护渣主要组分，Al₂O₃起到提高保护渣熔点和粘度的作用，F和Na₂O起到降低保护渣熔点和粘度的作用，C起到控制保护渣烧结性能、调节熔化速率的作用。本发明中保护渣各化学成分的控制及作用具有以下特征：CaO：其为保护渣主要成分之一，CaO在高温下会分解为Ca²⁺和O^2-，O^2-会与硅氧四面体结构发生反应，使硅氧键发生断裂，使保护渣粘度降低，但粘度过低会使渣膜填充不均匀，易导致纵裂和漏钢事故的发生，故本发明控制CaO含量为：27.6～33.6％。SiO₂：为硅氧复合阴离子的形成体，SiO₂含量增加，会使保护渣碱度降低，玻璃体比例增加，润滑效果增加，但玻璃体比例过大，易导致传热速度快，坯壳表面出现裂纹，故本发明控制SiO₂含量为：29.2～35.2％。Al₂O₃：为两性氧化物，当碱度较高时，Al₂O₃是以酸性氧化物的形式加入，Al³⁺与硅氧络离子团结合形成更为复杂的网络结构，使得保护渣熔点和粘度增加，当碱度较低时，Al₂O₃是以碱性氧化物的形式加入，Al₂O₃属网络外体，这时可使复杂阴离子团离解，保护渣熔点和粘度会降低，故Al₂O₃含量不宜过低和过高，本发明控制Al₂O₃含量为：3.8～6.6％。F：F在熔渣中存在形式为F^-，静电势较小、数量多，极易取代熔渣中的O^2-，使熔渣中聚合而形成的复杂结构的硅氧络离子分裂成比较简单的硅氧络离子，所以F在保护渣中起到助熔的作用，当F含量低于3.8％时，粘度和熔点较高，不能满足中高碳润滑条件的需要，当F含量高于9.0％时，润滑调控过度，故本发明控制F含量为：3.8～9.0％。Na₂O：与F作用一样，为保护渣的助熔剂，Na+会和硅氧四面体的一角成键，阻止硅氧四面体形成网络链或使网络链断开，O^2-作为非桥氧能够破坏复杂网状结构，使其离散成简单的阴离子团，两种离子的共同作用使保护渣熔点和粘度大大降低，但含量过高，玻璃体比例高，不利于结晶传热，故本发明控制Na₂O含量为：6.6～9.2％。C：在保护渣中起到骨架作用，碳含量过低时，传热速率快，易导致铸坯表面裂纹，碳含量过高时，保护渣熔化速度慢，不利于保护渣的熔化，故本发明控制C含量为：11.7％～14.3％。本发明控制的保护渣二元碱度为0.87～1.03，当碱度在0.87～1.03范围变化时，随着碱度的升高，CaO中的O^2-会使硅氧复合阴离子团离解，保护渣的流动性能大大改善，但当碱度低于0.87时，碱度过低，会造成结晶器传热速率快，易使坯壳表面和角部出现裂纹，同时会使保护渣粘度过高，当碱度高于1.03时，结晶性能过强，反而会使保护渣熔点升高。故本发明控制的保护渣碱度为0.87～1.03。

本发明的其它特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣，所述保护渣包括基础料渣、助溶剂和熔速调节剂；

其中，基础料渣的成分包括CaO：27.6～33.6wt％和SiO₂：29.2～35.2wt％；

助溶剂的成分包括Al₂O₃：3.8～6.6wt％、F：3.8～9.0wt％和Na₂O：6.6～9.2wt％；

熔速调节剂的成分包括C：11.7～14.3wt％。

在本发明的一种优选的实施方式中，保护渣的水分不高于0.2wt％。

在本发明的一种优选的实施方式中，保护渣的平均粒度为180-220目。

在本发明的一种优选的实施方式中，保护渣的碱度为0.87～1.03；

优选地，粘度为0.20～0.30Pa.s。

在本发明的一种优选的实施方式中，保护渣的熔点为1090～1150℃。

本发明还提供了用于高碳高合金耐磨钢用的保护渣的制备方法，所述制备方法包括将权利要求1所述的基础料渣、助溶剂和熔速调节剂混合，熔化后冷却，烘干、研磨后得到。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

将基础料渣、助溶剂和熔速调节剂混合，熔化后冷却，烘干、研磨后得到保护渣，其中，保护渣中各组分的质量百分比为：CaO 30.3％、SiO₂ 32.1％、Al₂O₃ 5.5％、Na₂O 7.5％、F 7.1％、C 13.1％，控制碱度为0.94。

实施例2

将基础料渣、助溶剂和熔速调节剂混合，熔化后冷却，烘干、研磨后得到保护渣，其中，保护渣中各组分的质量百分比为：CaO 29.8％、SiO₂ 33.6％、Al₂O₃ 4.7％、Na₂O 8.6％、F 7.5％、C 10.6％，控制碱度为0.89。

实施例3

将基础料渣、助溶剂和熔速调节剂混合，熔化后冷却，烘干、研磨后得到保护渣，其中，保护渣中各组分的质量百分比为：CaO 31.6％、SiO₂ 31.2％、Al₂O₃ 4.1％、Na₂O 6.8％、F 8.2％、C 14.3％，控制碱度为1.01。

对比例1

按照实施例1的方法进行，不同的是，保护渣中各组分的质量百分比为：CaO27.0％、SiO₂ 31.8％、Al₂O₃ 6.9％、Na₂O 8.4％、F 7.3％、C 13.9％，控制碱度为0.85。

对比例2

按照实施例1的方法进行，不同的是，保护渣中各组分的质量百分比为：CaO34.1％、SiO₂ 32.2％、Al₂O₃ 5.1％、Na₂O 7.2％、F 6.3％、C 12.5％，控制碱度为1.06。

对比例3

按照实施例1的方法进行，不同的是，保护渣中各组分的质量百分比为：CaO34.9％、SiO₂ 30.9％、Al₂O₃ 5.4％、Na₂O 7.9％、F 6.8％、C 12.8％，控制碱度为1.13。

表1对应钢种的典型化学成分数据/％

C	Si	Mn	P	Cr
					0.65～0.70	1.85～1.90	0.85～0.90	≤0.030	0.90～0.95

表2各实施例中保护渣的性能数据

表3实施例1-3和对比例1-3保护渣使用条件

表4各实施例中保护渣使用效果

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。