一种新型冷镦钢保护渣制造技术

本发明专利技术涉及一种新型冷镦钢保护渣，属于钢铁冶金连铸领域。本发明专利技术首次尝试用适量镁铬铁矿作为保护渣的原料之一，不仅在控热性能上起到很好的调控作用，还降低了成本。通过提高过渡金属Cr

【技术实现步骤摘要】
一种新型冷镦钢保护渣


[0001]本专利技术涉及一种新型冷镦钢保护渣，属于钢铁冶金连铸领域。

技术介绍

[0002]冷镦钢广泛应用于制造高强度螺杆、螺母等紧固件。冷镦钢碳含量在0.39～0.42％之间，属于中碳钢，其固液相区约为1441～1495℃，依据铁碳相图可知冷镦钢在1479～1495℃会发生包晶反应(L+δ
→
γ)；由于冷镦钢中Cr含量较高，Cr与Fe会形成连续固溶体，Cr和Fe相互替代降低了奥氏体的稳定性，从而缩小奥氏体相区。此外，中、高碳钢由于钢种特性，与结晶器壁接触紧密，易出现铜模与凝固坯壳粘结的现象，因此在生产冷镦钢时常常会出现纵向大裂纹缺陷，裂纹内常常伴有保护渣，保护渣在连铸过程中起着至关重要的作用，其理化性能与铸坯质量息息相关。当保护渣粘度过高时，流入结晶器与凝固坯壳之间的保护渣渣量减少，继而导致液渣层过薄，从而使得铸坯得不到充分的润滑，产生铸坯振痕紊乱和扭曲、诱发皮下裂纹。为了解决结晶器弯月面处初生坯壳较薄，高温状态下其高温塑性和强度低、结晶器热流低，保护渣润滑差等问题，需要寻求一种改进型的保护渣。
[0003]申请公开号为CN114101614A公开了一种冷镦钢连铸用结晶器保护渣及其制备方法，该专利技术针对冷镦钢在连铸过程中易出现铸坯表面的角部缺角和非金属夹杂等质量缺陷等问题，减少了易卷渣夹杂非金属夹杂物中的Na元素，同时提高保护渣的粘度，以便保证足够的液渣层，增强润滑效果从而减少卷渣。该专利技术保护渣的碱度为0.65～1.05，1300℃下的粘度为1.16～1.45Pa
·
s，熔点为1150～1178℃，该熔点范围的连铸保护渣，保护渣不能填充凝固坯壳与结晶器间隙，导致润滑效果不好，铸坯表面纵裂缺陷问题没有很好解决，可能还会有粘结漏钢的风险。
[0004]申请公开号为CN109550912B公开一种含铝中碳钢用低反应性保护渣；该专利技术选择低反应性、熔渣物性更稳定的保护渣旨在从源头上解决渣钢反应的问题；该保护渣BaO/Al2O3比控制在1.2～1.8内，1300℃下的粘度为0.05～0.12Pa
·
s，熔点为1140～1200℃。该保护渣虽然保证熔渣对铸坯的润滑效果，但是BaO
‑
Al2O3系保护渣结晶性能偏弱，控热效果差，对于冷镦钢这种中碳钢来说，在经历包晶相变从δ
‑
Fe到γ
‑
Fe时会因为热收缩系数不匹配的问题会导致初始凝固坯壳上产生附加应力，导致相变收缩从而导致裂纹的产生；
[0005]工业保护渣中很少加入Cr，相关研究表明Cr(Cr2O3)作为过渡族金属氧化物，可以提高渣膜的辐射吸收系数，减少红外线的热辐射能力，提高保护渣控热能力，总传热率随Cr的增加而降低。加入Cr2O3对于冷镦钢保护渣来说，刚好填补了控热效果差的缺陷。我国镁铬铁矿储量多，来源广，易获得，价格低廉。在保护渣中加入镁铬铁矿可以同时提高静电势较大的阳离子Cr
3+
和Mg
2+
的含量，增大保护渣的表面张力，从而解决了原有的冷镦钢与其连铸用保护渣之间界面张力过小的问题，有效的降低铸坯表面夹渣。
[0006]本专利技术除了加入适量镁铬铁矿为一大创新点之外，还在保护渣性能上做了总体的调整：拟采用提高保护渣碱度以增加结晶率，降低铝矾土、增加硼砂、萤石含量以降低熔点和粘度，并适量的降低碳酸钠，提高钢渣界面稳定性，综上调整实现对保护渣性能的综合调
控。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种新型冷镦钢保护渣，针对原有的冷镦钢保护渣粘度过高、控热能力差、润滑效果差等问题，创新性提出一种新型冷镦钢保护渣。本专利技术保护渣成分和性能稳定，本专利技术首次尝试用适量镁铬铁矿作为保护渣的原料之一，不仅在控热性能上起到很好的调控作用，还降低了成本。创新性用镁铬铁矿和软锰矿作为保护渣的原料，提高Cr
3+
和Mn
2+
的含量，可以提高渣膜的辐射吸收系数，降低红外线的截止波长，减少红外线的热辐射能力，提高保护渣控热能力，且Cr
3+
和Mn
2+
都是属于静电势较大的阳离子，能增大保护渣的表面张力，这对降低铸坯表面夹渣率大有益处；该保护渣在原有的保护渣基础上提高了碱度，降低了铝矾土占比，增加了硼砂、萤石含量，以降低熔点和粘度，适量的降低了碳酸钠，提高钢渣界面稳定性，保证了连铸的顺利进行。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0009]本专利技术一种新型冷镦钢保护渣，由下述质量百分含量的组分组成：
[0010]硅灰石30％～45％，石灰石5％～12％，铝矾土10％～18％，软锰矿1％～6％，萤石1％～8％，镁砂0％～5％，碳酸钠4％～13％，硼砂1％～6％，碳粉9％～20％，镁铬铁矿1％～4％。
[0011]本专利技术中镁铬铁矿的优选加入量为1.5％～4％，这个范围内的保护渣能在控制好结晶温度和熔化温度的条件下很好地提高控制传热的能力，镁铬铁矿含量也不宜过高，否则会导致熔化温度以及结晶温度提高，会降低保护渣的润滑性能导致铸坯得不到充分的润滑。
[0012]作为优选方案，本专利技术一种新型冷镦钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
[0013]硅灰石30％～43％，石灰石5.50％～12％，铝矾土11％～18％，软锰矿1％～5％，萤石2％～7％，镁砂0％～3％，碳酸钠4％～12％，硼砂1％～5％，碳粉10％～20％，镁铬铁矿1.50％～4％。
[0014]作为进一步的优选方案，本专利技术一种新型冷镦钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
[0015]硅灰石36.38％～42.98％，石灰石8.03％～11.18％，铝矾土12.34％～17.18％，软锰矿1.42％～4.78％，萤石2.81％～6.88％，镁砂0.10％～2.16％，碳酸钠5.12％～11.33％，硼砂1.16％～4.58％，碳粉10.33％～16.38％，镁铬铁矿1.62％～3.48％。
[0016]作为更进一步的优选方案，本专利技术一种新型冷镦钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
[0017]硅灰石38.98％～41.83％，石灰石9.63％～10.28％，铝矾土14.34％～15.68％，软锰矿2.12％～3.18％，萤石5.81％～6.88％，镁砂0.10％～0.21％，碳酸钠6.02％～9.03％，硼砂1.16％～2.58％，碳粉11.3％～15.18％，镁铬铁矿2.02％～3.18％。
[0018]作为更进一步的优选方案，本专利技术一种新型冷镦钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
[0019]硅灰石40.94％，石灰石10.19％，铝矾土14.50％，软锰矿2.50％，萤石6.64％，镁
砂0.10％，碳酸钠6.89％，硼砂1.90％，碳粉13.30％，镁铬铁矿3.03％。
[0020]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型冷镦钢保护渣，其特征在于：所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：硅灰石30％～45％，石灰石5％～12％，铝矾土10％～18％，软锰矿1％～6％，萤石1％～8％，镁砂0％～5％，碳酸钠4％～13％，硼砂1％～6％，碳粉9％～20％，镁铬铁矿1％～4％。2.根据权利要求1所述的保护渣，其特征在于：所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：硅灰石30％～43％，石灰石5.50％～12％，铝矾土11％～18％，软锰矿1％～5％，萤石2％～7％，镁砂0％～3％，碳酸钠4％～12％，硼砂1％～5％，碳粉10％～20％，镁铬铁矿1.50％～4％。3.根据权利要求1所述的保护渣，其特征在于：所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：硅灰石36.38％～42.98％，石灰石8.03％～11.18％，铝矾土12.34％～17.18％，软锰矿1.42％～4.78％，萤石2.81％～6.88％，镁砂0.10％～2.16％，碳酸钠5.12％～11.33％，硼砂1.16％～4.58％，碳粉10.33％～16.38％，镁铬铁矿1.62％～3.48％。4.根据权利要求3所述的保护渣，其特征在于：所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：硅灰石38.98％～41.83％，石灰石9.63％～10.28％，铝矾土14.34％～15.68％，软锰矿2.12％～3.18％，萤石5.81％～6.88％，镁砂0.10％～0.21％，碳酸钠6.02％～9.03％，硼砂1.16％～2.58％，碳粉11.3％～15.18％，镁铬铁矿2.02％～3.18％。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：周乐君，杨洋，王万林，曾杰，周文浩，罗登，林鸿亮，刘小钪，杨文志，陈波涛，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：