CN103801666B - 一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂及其制备方法，该保温覆盖剂的成分为：氧化钙10-40%，二氧化硅20-40%，三氧化二铝5-20%，铝粉5-15%，石墨5-20%，镁粉1-5%，硅钙钡粉1-5%，氧化剂3-10%，助熔剂5-25%；制备时，首先对氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝氧化物进行预熔，形成低熔点预熔物，预熔物的熔点低于1300℃；然后，将预熔氧化物和氧化剂进行破碎、研磨、烘干；最后将铝粉、石墨、镁粉、硅钙钡粉、助熔剂混合一起进行包装；采用该方法制备的保温覆盖剂，不仅具有熔点低、熔化速度快等特点，起到快速保护上升液面的作用，而且还具有发热功效，膨胀效果显著。该保温覆盖剂可以对宽厚板坯进行长效保温，有利用宽厚板坯凝固补缩，也能显著提高宽厚板坯的表面质量。

Description

一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种保温覆盖剂，具体是一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂。本发明还涉及上述保温覆盖剂的制备方法。

背景技术

特厚板是重大工程的基础母材，其应用范围覆盖石化压力容器、高端模具、海洋工程、冶金机械、桥梁建筑等民用与国防领域。宽厚板一般采用厚大的扁锭进行生产，但随着吨位的增加，制备的难度越来越大。其中，在制备宽厚板坯时，由于宽厚板坯的横截面较大，钢水充型过程中，液面失温非常快以及保护渣自身熔化速度慢、粘度大，板坯底部会出现大型夹杂物缺陷，而且还会导致扁锭表面质量差。另外，发热剂保温性能差，会加重心部缩孔疏松缺陷，导致成品探伤不合。由于宽厚板坯表面质量差，在后续轧制过程中，扁坯表面还易出现轧制裂纹，给生产带来极大困难。因此，有待于开发一种更适合宽厚板坯制备的高性能保温覆盖剂，提高液面保温能力，改善扁坯表面和心部质量，解决板坯底部大型夹杂物缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种更适合宽厚板坯制备的高性能保温覆盖剂。本发明还提供上述保温覆盖剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂，包含以下重量百分比组分：

所述氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝首先进行预熔处理，形成低熔点预熔物，所述预熔物的熔点低于1300℃。

保温覆盖剂中加入了铝粉、石墨、镁粉、硅钙钡粉等多种发热、燃烧成分。其中,硅钙钡粉采用的是硅钙钡合金，在制成保温覆盖剂之前已经研磨成粉状颗粒。通过以上合适成分配比，保温覆盖剂添加钢水液面后形成梯度燃烧，不仅有力于覆盖剂前期的迅速熔化，而且保证了覆盖剂后期的膨胀及保温作用发挥。

所述氧化剂通过包括含氧化铁及氧化锰的矿物制成。

所述助熔剂成分包括氧化钠、氧化钾、萤石等降低主渣系熔点化合物。

所述保温覆盖剂熔点小于1200℃、起燃快、表面张力小于350×10-3(N/m)等特点，有利于大截面厚板坯表面质量改善及提高心部致密度，除此之外也消除了钢锭底部大型夹杂物缺陷。

上述宽厚板坯用高性能保温覆盖剂的制备方法包括以下步骤：

（1）首先对氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝氧化物进行预熔，形成低熔点预熔物，预熔物的熔点低于1300℃；对三种氧化物事先进行预熔处理使氧化钙、二氧化硅、氧化铝在保温覆盖剂中分散均匀，且接触钢水能快速熔化。

（2）然后，将预熔氧化物和氧化剂进行破碎、研磨、烘干；

（3）最后将铝粉、石墨、镁粉、硅钙钡粉、助熔剂混合一起进行包装。硅钙钡粉采用的是硅钙钡合金,采用合金化后的硅钙钡粉，一方面有助于保温覆盖剂形成梯度燃烧，另一方面，氧化后形成的氧化钡有利于降低渣子的粘度。

采用该方法制备的保温覆盖剂，不仅具有熔点低、熔化速度快等特点，起到快速保护上升液面的作用，而且还具有发热功效，膨胀效果显著。该保温覆盖剂可以对宽厚板坯进行长效保温，有利用宽厚板坯凝固补缩，也能显著提高宽厚板坯的表面质量。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过选取合适的保温覆盖剂成分配比，制备出一种适合于宽厚板坯用高性能保温覆盖剂。该保温覆盖剂具有低熔点（熔点小于1200℃）、表面张力小（表面张力小于350×10-3(N/m)）、起燃速度快等特点，极大地改善了宽厚板坯的表面及心部质量。

2、通过该保温覆盖剂的使用，提高了宽厚板坯的表面质量，解决了宽厚板轧制裂纹问题。

3、通过该保温覆盖剂的使用，宽厚板坯的心部致密，满足了轧后探伤要求，同时也使材料心部力学性能达到各项指标要求。

4、通过该保温覆盖剂的使用，解决了宽厚板坯底部大型夹杂物缺陷问题。

具体实施方式

实施例1

（1）首先对氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝氧化物进行预熔，氧化钙的含量为40%（质量百分比，下同），二氧化硅含量为20%，三氧化二铝含量为10%，形成低熔点预熔物，预熔物的熔点低于1300℃。

（2）然后，将预熔氧化物（即上述预熔物）和氧化剂（通过包括含氧化铁及氧化锰的矿物制成）进行破碎、研磨、烘干，氧化剂含量为3%。

（3）最后将铝粉、石墨、镁粉、粉状颗粒硅钙钡合金、成分包括氧化钠、氧化钾、萤石等的助熔剂混合一起进行包装，铝粉含量为10%，石墨含量为8%，镁粉含量为2%，硅钙钡合金含量为2%，助熔剂含量为5%。

在浇注50吨16Mn宽厚板坯过程中,向金属液中添加保温覆盖剂的量为每吨钢2kg。打箱后，宽厚板坯表面质量良好，轧制未出现表面裂纹，满足探伤要求，底部未见大型夹杂物缺陷。

实施例2

（1）首先对氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝氧化物进行预熔，氧化钙的含量为20%（质量百分比，下同），二氧化硅含量为35%，三氧化二铝含量为20%，形成低熔点预熔物，预熔物的熔点低于1300℃。

（2）然后，将预熔氧化物（即上述预熔物）和氧化剂（通过包括含氧化铁及氧化锰的矿物制成）进行破碎、研磨、烘干，氧化剂含量为4%。

（3）最后将铝粉、石墨、镁粉、粉状颗粒硅钙钡合金、成分包括氧化钠、氧化钾、萤石等的助熔剂混合一起进行包装，铝粉含量为5%，石墨含量为5%，镁粉含量为5%，硅钙钡合金含量为1%，助熔剂含量为5%。

在浇注40吨Q235宽厚板坯过程中,向金属液中添加保温覆盖剂的量为每吨钢2.5kg。打箱后，宽厚板坯表面质量良好，轧制未出现表面裂纹，满足探伤要求，底部未见大型夹杂物缺陷。

实施例3

（1）首先对氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝氧化物进行预熔，氧化钙的含量为10%（质量百分比，下同），二氧化硅含量为20%，三氧化二铝含量为5%，形成低熔点预熔物，预熔物的熔点低于1300℃。

（2）然后，将预熔氧化物（即上述预熔物）和氧化剂（通过包括含氧化铁及氧化锰的矿物制成）进行破碎、研磨、烘干，氧化剂含量为10%。

（3）最后将铝粉、石墨、镁粉、粉状颗粒硅钙钡合金、成分包括氧化钠、氧化钾、萤石等的助熔剂混合一起进行包装，铝粉含量为10%，石墨含量为15%，镁粉含量为5%，硅钙钡合金含量为5%，助熔剂含量为20%。

在浇注38吨S355宽厚板坯过程中,向金属液中添加保温覆盖剂的量为每吨钢1.8kg。打箱后，宽厚板坯表面质量良好，轧制未出现表面裂纹，满足探伤要求，底部未见大型夹杂物缺陷。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂，其特征在于包含以下重量百分比组分：

氧化钙10-40%

二氧化硅20-40%

三氧化二铝5-20%

铝粉5-15%

石墨5-20%

镁粉1-5%

硅钙钡粉1-10%

氧化剂3-10%

助熔剂5-25%。

2.根据权利要求1所述的一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂，其特征在于：所述氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝进行预熔处理，形成低熔点预熔物，所述预熔物的熔点低于1300℃。

3.根据权利要求1所述的一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂，其特征在于：所述硅钙钡粉采用粉状颗粒硅钙钡合金。

4.根据权利要求1所述的一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂，其特征在于：所述氧化剂通过包括含氧化铁及氧化锰的矿物制成。

5.根据权利要求1所述的一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂，其特征在于：所述助熔剂成分包括氧化钠、氧化钾和萤石。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂，其特征在于所述保温覆盖剂熔点小于1200℃，表面张力小于350×10^-3(N/m)。

7.一种制备如权利要求1-5任一项所述的一种宽厚板坯用高性能保温覆盖剂的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）首先对氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝氧化物进行预熔，形成低熔点预熔物，预熔物的熔点低于1300℃；

（2）然后，将预熔物和氧化剂进行破碎、研磨、烘干；

（3）最后将铝粉、石墨、镁粉、硅钙钡粉、助熔剂和预熔物混合一起进行包装。