基于SnO2-Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及连铸保护渣领域，具体的说，涉及一种基于SnO2‑

【技术实现步骤摘要】
基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及连铸保护渣领域，具体的说，涉及基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣及其制备工艺。

技术介绍

[0002]连铸保护渣是覆盖在连铸结晶器内钢液表面，且能维持连铸正常浇铸过程的渣料。随着连铸保护渣品种的扩大和对保护渣质量要求的提高，保护渣也向专业化方向发展，以保证原料成分的稳定。当保护渣的熔点过高时，无法很好的润湿被保护的表面，降低其保护效果，使保护的表面产生裂纹，且高熔点的保护渣需要更高的温度才能熔化，需要更高的能源成本和时间，影响工艺的效率。当连铸保护渣的粘度过高时，会影响铸坯的质量，降低保护渣的润滑作用，影响钢水表面渣液的形成，使熔融层内出现烧结颗粒，而且还会增加保护渣的消耗量，导致渣膜薄厚不均匀。鉴于此，我们提出一种基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣及其制备工艺。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣，其组成成分的质量百分比为：SnO2:18
‑
38%；Fe2O3:12
‑
30%；Al2O3:6
‑
16%；SiO2:4
‑
16%；Gd2O3:3
‑
7%；CeO2:4
‑
9%；B2O3:3
‑
8%；TiO2:8
‑
20%；C:1
‑
3%；其余为不可避免的杂质。
[0005]其中，SnO2‑
Fe2O3熔盐体系是由SnO2和Fe2O3组成的混合体系，该体系中的离子键比共价键弱，两种氧化物中的离子电荷较低，减弱了离子间的相互作用，两种氧化物的阳离子半径非常接近以及相对分子质量较小，可以使得该体系的分子间相互作用较弱，具有较低的熔点。
[0006]作为优选，所述B2O3与TiO2的比值为1:1.9
‑
3。
[0007]其中，钢液中的[Ti]可以与保护渣中的B2O3发生氧化还原反应，公式为:3[Ti]+2[B2O3]=3[TiO2]+4[B];为了减少或者阻止此反应的进行，向保护渣中反应物TiO2。当保护渣
中TiO2含量较低时，会向熔融的保护渣中提供O2‑
，使较为复杂的硅氧离子团解聚，保护渣粘度降低。当TiO2含量较高时，Ti
4+
为高价离子，半径较小，其离子势很大，能够夺取硅氧基团的阴离子，使网络状增大，保护渣粘度升高。同时，在烧结脱碳的过程中，会有少许的TiO2被还原生成TiC、TiN及Ti(CN)，其为胶体态的高弥散的固相物，与熔渣之间的浸润性较好，因此高含量的TiO2熔渣的粘度较高。所以添加的TiO2处于适当的添加量时，可以降低连铸保护渣的粘度。同时，TiO2的加入还可以减少渣液与金属表面的反应与侵蚀，提高连铸过程中的金属表面质量。
[0008]作为优选，所述的CeO2与B2O3的比值为1:0.9
‑
1.2。
[0009]其中，B2O3可以很好的提高保护渣吸收熔解CeO2的能力，保护渣粘度在吸收了大量的CeO2后仍保持着相对的稳定性，但保护渣中过量的B2O3在使用过程中可能被钢渣界面上的C还原，造成钢液局部增硼的危害，保护渣中B2O3含量过多时，会导致保护渣的熔化温度过低不利于发挥保护渣的绝热保温功能。
[0010]此外，CeO2和Gd2O3均为稀土氧化物，且熔点都较低，可以降低保护渣的熔点，提高保护渣的熔解速度和流动性，从而促进液渣层的形成，减少铸坯与结晶器壁的粘结和夹杂，提高连铸效率和铸坯质量；还可以作为保护渣的晶核剂，促进保护渣中晶核的形成，增强保护渣的结晶能力，减少铸坯表面气孔、裂纹等缺陷，提高铸坯的致密性和机械性能。此外，Gd2O3可以增加连铸保护渣的氧溶解度，有助于去除钢液中的夹杂物，提高铸坯的纯洁度和质量。
[0011]作为优选，所述连铸保护渣的制备方法如下:S1:称取根据权利要求1
‑
3任意一项所述基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣的百分比配制的原料，随后进行研磨；S2:将S1中研磨后的原料进行搅拌后，置于机械搅拌设备中搅拌混合均匀备用；S3:将混合后的原料置于高温熔炉中，进行熔炼，调整混合体系的温度、pH值和熔炼时间等参数，促进颗粒间的相互作用；S4:将熔炼后的物质在适当的温度条件下进行反应和固化，随后将固化后的连铸保护渣进行冷却，研磨，得到连铸保护渣。
[0012]作为优选，所述的S1中的研磨颗粒粒径为40
‑
50nm。
[0013]作为优选，所述的S2中的机械搅拌设备的转速为1200
‑
1400r/min。
[0014]作为优选，所述的S3中的高温熔炉的温度为1300
‑
1600℃。
[0015]作为优选，所述的S3中的混合体系的pH范围为8
‑
10；熔炼时间为:80
‑
100min。
[0016]作为优选，所述的S4中的混合物的固化温度为300
‑
500℃；固化时间为240
‑
600min。
[0017]作为优选，所述的S4中研磨粒径为180
‑
220目。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过使用具有较低熔点、粘度和良好热稳定性的SnO2‑
Fe2O3熔盐体系为基础材料，向其添加TiO2和B2O3取代氟化物，不仅可以减少氟化物对环境的危害，还可以使连铸保护渣的熔点和粘度得到降低；添加的CeO2和Gd2O3可以作为保护渣的晶核剂，促进保护渣中晶核的形成，增强保护渣的结晶能力，同时由于其具有较低的熔点，可以降低保护渣的熔点。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
[0020]本专利技术以下实施例所用:锡石、赤铁矿、铝土矿、长石、硼砂和金红石均采购自西安矿源有色冶金研究院。
[0021]钆镓矿、铈铀矿均采购自天瑜矿物宝石有限公司。
[0022]石墨粉末采购自河南华旭石墨模具有限公司。
[0023]其中，SnO2来自原料锡石、Fe2O3来自原料赤铁矿、Al2O3来自原料铝土矿、SiO2来自原料长石、Gd2O3来自原料钆镓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣，其特征在于:其组成成分的质量百分比为:SnO2:18
‑
38%；Fe2O3:12
‑
30%；Al2O3:6
‑
16%；SiO2:4
‑
16%Gd2O3:3
‑
7%；CeO2:4
‑
9%；B2O3:3
‑
8%；TiO2:8
‑
20%；C:1
‑
3%；其余为不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣，其特征在于:所述B2O3与TiO2的比值为1:1.9
‑
3。3.根据权利要求1所述的基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣，其特征在于:所述的CeO2与B2O3的比值为1:0.9
‑
1.2。4.一种如权利要求1
‑
3任意一项所述的基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣的制备工艺，其特征在于:所述连铸保护渣的制备方法如下:S1:称取根据权利要求1
‑
3任意一项所述基于SnO2‑
Fe2O3熔盐体系的连铸保护渣的百分比配制的原料，随后进行研磨；S2:将S1中研磨后的原料进行搅拌后，置于机械搅拌设备中搅拌混合均匀备用；S3:将混合后的原料置于高温熔炉中，进行熔炼，调整混合体系的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭锴，翟胜辉，杨恒，姜腾超，姚文方，翟荣灿，
申请(专利权)人：洛阳科丰冶金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：