CN108480579A

CN108480579A - 一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂及其制备方法

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Publication number: CN108480579A
Application number: CN201810700730.0A
Authority: CN
Inventors: 张振; 李伟锋; 李书成
Original assignee: Xixia County Xibao Metallurgy Material Ltd Co
Current assignee: Xixia County Xibao Metallurgy Material Ltd Co
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2018-09-04
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: CN108480579B

Abstract

本发明公开了一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂及其制备方法，属于冶金技术领域，包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤3.0%、CaO 40.0～50.0%、C≤1.0%、Al₂O₃20.0‑30.0%、MgO 6.0～14.0%、Fe₂O₃≤3.0%、S≤0.04%，其余为不可避免的杂质。本发明保温性能优异，有效解决汽车板钢容易增碳的缺陷，通过加入新材料和配方配比优化，有效提高吸附钢水中夹杂物，进一步降低钢坯的杂质含量，提高钢水洁净度，技术上具有创新示范作用，同时，有效提高钢厂产品合格率，提高劳动生产率，简化工序和节能降耗效果显著。

Description

一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂及其制备方法。

背景技术

汽车工业的飞速发展带动了汽车板钢的生产，现在先进的钢铁企业都非常重视汽车板钢的生产。汽车板钢具有优良的深冲性和无时效性，已逐渐成为新一代冲压用钢，是一个国家汽车用钢板生产水平的标志。汽车板钢对钢水纯洁度有着较为苛刻的要求，生产工艺流程的选取直接影响到汽车板钢的品质和生产的顺行。汽车板钢的成份特点是：为了获得良好的深冲性能，钢中的C、N、Si很低；为Al脱氧钢，除了脱氧作用以外，Al对冷轧钢板的组织结构控制有重要作用；为了保证良好的表面质量，对钢中的非金属夹杂物要求严格。

由于渣中含二氧化硅，钢中铝与渣中二氧化硅反应，形成氧化铝，进入钢中，夹杂物增多，而且铝损失较大，增加了改钢的危险。根据汽车板钢的特点，在连铸生产中，中间包内加入的覆盖剂必须防止中间包钢液增碳的技术问题，还具有一定的吸附非金属夹杂物的功能。目前，常用的覆盖剂硅、碳等含量较高，对钢的深冲性有害，汽车板钢易出现连铸过程中杂质和碳含量超标现象，使钢的洁净度变差，造成钢坯质量达不到要求，因此开发低硅超低碳钢的覆盖剂尤为重要。

公告号为CN104226947B的专利公开了一种超低碳钢用中间包覆盖剂，属于炼钢连铸技术领域，主要解决现有技术中高碱度中间包覆盖剂保温性能差，难以满足超低碳钢水连续浇铸的技术问题，采用的技术方案是：一种超低碳钢用中间包覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：CaO40~60%，MgO5~15%，Al₂O₃15~30%，SiO₂8~20%，Ce₂O₃1~6%，C<1%，其余为不可避免的杂质。该发明主要用于板坯铸机浇铸超低碳钢水时中间包中钢水的绝热保温、吸附钢水中夹杂物。但是该发明中SiO₂含量较高，减少钢的延展性能，对钢的深冲性能有害，具有一定的吸附钢水中夹杂物的能力，但是吸附效果不理想，保温性能有待提高。

公开号为CN108127092A的专利文献公开了覆盖剂技术领域的一种覆盖剂，该覆盖剂的配方如下：石灰石：30～60份；硅藻土：10～20份；膨胀蛭石：5～10份；膨胀石墨：4～7份；发热剂：2～4份；氟化钙：3～8份，该发明利用膨胀蛭石和膨胀石墨都具有较高膨胀能力的特点，使覆盖剂在投入钢包后能够迅速展开，进而达到快速有效的覆盖住钢水表面的目的，在添加膨胀蛭石和膨胀石墨后，还可以在钢水表面的渣层中形成一个隔离层，可有效降低钢水的散热量，提高覆盖剂的保温作用，添加适量的铝粉、焦炭粉和煤粉作为发热剂，提高覆盖剂的发热量，利用发热剂的化学反应所产生的热量来弥补钢包内钢水的热损失。经验证，该发明制备的覆盖剂虽具备一定的保温作用，但不能吸附钢水中的杂质，且该发明采用雾化喷湿造粒，含有较大的粉尘和烟尘，对环境和操作人员的不利影响较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂及其制备方法，对汽车板钢不污染，吸附夹杂能力强，特别适用高端汽车板的生产，且覆盖剂为颗粒状，在现场使用中无粉尘污染，具有环保功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤3.0%、CaO40.0～50.0%、C ≤1.0%、Al₂O₃20.0-30.0%、MgO 6.0～ 14.0%、Fe₂O₃ ≤3.0%、S≤0.04%，其余为不可避免的杂质。

优选的，一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤2.5%、CaO 41.0～48.0%、C ≤0.6%、Al₂O₃22.0-28.0%、MgO 7.0～ 12.0%、Fe₂O₃ ≤2.0%、S≤0.03%，其余为不可避免的杂质。

优选的，所述覆盖剂由烧结料、碳酸钙粉、镁砂、粘结剂配制而成。

优选的，所述烧结料包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤2.5%、CaO 45.0～55.0%、Al₂O₃30.0～40.0%、S≤0.05%、C≤0.3，其余为不可避免的杂质。

优选的，所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，包含以下步骤：

S1：称取烧结料、碳酸钙粉、镁砂进行置于搅拌机中进行混合，转速为400-500r/min，搅拌10-15min后，加入粘结剂，调节转速为600-700r/min，时间为7-12min，得到混合物料一；

S2：将步骤S1得到的混合物料一提升至料仓中加水搅拌增湿，调节转速为600-700r/min，时间为5-10min，得到混合物料二；

S3：将步骤S2得到的混合物料二置于挤压机上挤压造粒，挤出温度80～90℃，挤出速率45～50r/min，得到粒料；

S4：将步骤S3得到的粒料进行烘干4-5h，温度为500-600℃，然后进行筛分，即得覆盖剂；

S5：待步骤S5得到的覆盖剂温度低于100℃以下，进行装袋，包装。

优选的，所述步骤S1中，烧结料、碳酸钙粉、镁砂的粒度均为0.1-1mm。

优选的，所述步骤S2中，水的重量为混合物料一的重量的10-15%。

优选的，所述步骤S2中，水的重量为混合物料一的重量的12%。

优选的，所述步骤S4得到的覆盖剂的粒度为0.2-3mm。

优选的，所述步骤S5中，包装的袋口扎口3圈以上。

本发明的有益效果是：

硅含量高能增加钢的强度，减少钢的延展性能，对钢的深冲性能有害。因此汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂中硅含量也必须控制的很低，要避免造成钢水中合金元素的烧损，影响钢水成份，还可能对钢水增硅。因此控制Si₂O≤3.0%。

夹杂物对汽车板钢的表面质量和深冲性能有较大的影响，应使钢中夹杂物尽可能少，尺寸尽可能小。因此汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂不仅不能在使用中产生夹杂物，还要有一定的吸收夹杂物的能力。现在普遍采用铝酸钙系的中包覆盖剂，有较强的吸附渣洗能力，在很多钢种上得到了良好的应用。但CaO/Al₂O₃比值高低，对覆盖剂的熔点影响较大，造成在连续浇铸中结壳问题比较明显。现都使用低熔点的12CaO·7 Al₂O₃系能很好的缓解存在的问题。因此该覆盖剂控制Al₂O₃ 20.0～30.0%、CaO 40.0～50.0%。

汽车板钢生产中，碳的控制是十分关键的技术，碳对汽车板钢的性能有极大的影响，不允许有固溶的碳。因此覆盖剂的碳含量也要控制很低，避免在使用中造成钢水增碳，降低汽车板钢的品质，还要使很低的碳量发挥应有的控制熔化速度和三层结构作用，避免保温效果不好而结壳。因此碳含量是汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的重要控制点，按现有产品的成熟经验，按C≤1.0%控制。

为保证中间包覆盖剂在连续浇铸中对塞棒和包衬的侵蚀，都要添加一定量的MgO来缓解侵蚀。但MgO的含量过高，会造成熔点增高，因此控制MgO 6.0～14.0%。

现在环境保护要求极为严格，覆盖剂在加入使用过程中，不能有较大的粉尘和烟尘，基本都采用颗粒型来解决。因此本发明采用挤压造粒的生产工艺，可避免在使用中灰尘较大，造成冒烟而污染环境。加水增湿，搅拌均匀，保证粒料的强度和粒度。包装温度控制在小于100℃，防止包装袋内膜烫烂。

本发明的汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，保温性能优异，有效解决汽车板钢容易增碳的缺陷，通过加入新材料和配方配比优化，有效提高吸附钢水中夹杂物，进一步降低钢坯的杂质含量，提高钢水洁净度，技术上具有创新示范作用。同时，有效提高钢厂产品合格率，提高劳动生产率，简化工序和节能降耗效果显著。现在我公司车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的质量完全能满足高端汽车板钢的生产要求，为高端汽车板生产的顺行提供技术支撑。因质量好、应用广泛，必将促进其它保护渣生产企业对其产品进行更新换代，提高其本身的技术水平，从而大大促进行业技术进步。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1-6

一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤3.0%、CaO40.0～50.0%、C ≤1.0%、Al₂O₃20.0-30.0%、MgO 6.0～ 14.0%、Fe₂O₃ ≤3.0%、S≤0.04%，其余为不可避免的杂质。实施例1-6覆盖剂的成分见表1。

所述覆盖剂由烧结料、碳酸钙粉、镁砂、粘结剂分别按照实施例1-6的成分配制而成，其中粘结剂为羧甲基纤维素。

所述烧结料包含以下质量百分数的成分：SiO₂≤2.5%、CaO 45.0～55.0%、Al₂O₃30.0～40.0%、S≤0.05%、C≤0.3，其余为不可避免的杂质。实施例1-6烧结料的成分见表2。

表1 实施例1-6覆盖剂各成分的质量百分数

	SiO2，%	CaO，%	C，%	Al2O3，%	MgO，%	Fe2O3，%	S ，%
								实施例1	3	40	1	20	6	3	0.04
实施例2	2.5	42.58	0.66	23.36	8.17	1.54	0.04
								实施例3	2.45	44.96	0.35	26.54	9.33	0.85	0.03
实施例4	2.2	45.62	0.32	27.18	10.46	0.82	0.02
								实施例5	2.16	46.73	0.25	27.39	11.58	0.67	0.02
实施例6	2	50	0.54	30	14	2.32	0.03

表2 实施例1-6烧结料各成分的质量百分数

	SiO2，%	CaO，%	C，%	Al2O3，%	S ，%
						实施例1	2.5	45	0.3	30	0.05
实施例2	2.21	47.28	0.28	32.28	0.04
						实施例3	2.11	48.37	0.28	33.87	0.04
实施例4	2.03	49.63	0.25	35.82	0.03
						实施例5	1.64	50.55	0.25	38.74	0.03
实施例6	1.58	55	0.27	40	0.03

实施例1-3的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，包含以下步骤：

S1：称取烧结料、碳酸钙粉、镁砂进行置于搅拌机中进行混合，烧结料、碳酸钙粉、镁砂的粒度均为0.1-1mm，转速为400r/min，搅拌15min后，加入粘结剂，调节转速为600r/min，时间为12min，得到混合物料一；

S2：将步骤S1得到的混合物料一提升至料仓中加水搅拌增湿，水的重量为混合物料一的重量的10%，调节转速为600r/min，时间为10min，得到混合物料二；

S3：将步骤S2得到的混合物料二置于挤压机上挤压造粒，挤出温度80℃，挤出速率45r/min，得到粒料；

S4：将步骤S3得到的粒料进行烘干5h，温度为500℃，然后进行筛分，即得覆盖剂，粒度为0.2-3mm；

S5：待步骤S5得到的覆盖剂温度低于100℃以下，进行装袋，包装，包装的袋口扎口3圈以上。

实施例4-6的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，包含以下步骤：

S1：称取烧结料、碳酸钙粉、镁砂进行置于搅拌机中进行混合，烧结料、碳酸钙粉、镁砂的粒度均为0.1-1mm，转速为500r/min，搅拌10min后，加入粘结剂，调节转速为700r/min，时间为7min，得到混合物料一；

S2：将步骤S1得到的混合物料一提升至料仓中加水搅拌增湿，水的重量为混合物料一的重量的15%，调节转速为700r/min，时间为5min，得到混合物料二；

S3：将步骤S2得到的混合物料二置于挤压机上挤压造粒，挤出温度90℃，挤出速率50r/min，得到粒料；

S4：将步骤S3得到的粒料进行烘干4h，温度为600℃，然后进行筛分，即得覆盖剂，粒度为0.2-3mm；

实施例7

一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包含的质量分数的成分及原料同实施例5。

本实施例所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，包含以下步骤：

S1：称取烧结料、碳酸钙粉、镁砂进行置于搅拌机中进行混合，烧结料、碳酸钙粉、镁砂的粒度均为0.1-1mm，转速为500r/min，搅拌12min后，加入粘结剂，调节转速为700r/min，时间为8min，得到混合物料一；

S2：将步骤S1得到的混合物料一提升至料仓中加水搅拌增湿，水的重量为混合物料一的重量的12%，调节转速为700r/min，时间为8min，得到混合物料二；

S3：将步骤S2得到的混合物料二置于挤压机上挤压造粒，挤出温度85℃，挤出速率45r/min，得到粒料；

S4：将步骤S3得到的粒料进行烘干5h，温度为550℃，然后进行筛分，即得覆盖剂，粒度为0.2-3mm；

实施例8

一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包含的质量分数的成分及原料同实施例7，但与实施例7不同的是本实施例添加质量分数为0.5%的硅烷偶联剂。

所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，同实施例7，其中，步骤S1中，粘接剂和硅烷偶联剂同时添加。

对比例1

本对比例提供了一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包含的成分和原料的质量分数同实施例1，制备方法同实施例1，但与实施例1不同的是，本对比例中，SiO₂含量为5%，C含量为3%。

对比例2

本对比例提供了一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包含的成分和原料的质量分数同实施例1，制备方法同实施例1，但与实施例1不同的是，本对比例中，Al₂O₃含量为15%、CaO含量为55%。

对比例3

本对比例提供了一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包含的成分和原料的质量分数同实施例5，制备方法同实施例5，但与实施例5不同的是，本对比例中，步骤S1：称取烧结料、碳酸钙粉、镁砂、粘结剂进行置于搅拌机中进行混合，烧结料、碳酸钙粉、镁砂的粒度均为0.1-1mm，转速为500r/min，搅拌10min，得到混合物料一。

对比例4

本对比例提供了一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，包含的成分和原料的质量分数同实施例5，制备方法同实施例5，但与实施例5不同的是，本对比例中，缺少步骤S2和S4，即没有将物料进行加水增湿和烘干。

性能检测

（1）熔化温度

取样品10g，研磨至180目以上，加少量水混匀制成φ3×3mm小圆柱；用样模压制样品时，当制样器压力表数到11.5Mpa时即可；样品脱模后用软毛刷将样品形状修理规整。按照预先制定的升温制度进行升温，为测试作好准备。将烘烤后的样品送至炉内测试位置，并同时记下此时温度，为下一次测试作准备。调整样品图像，使其在显像板上清晰可见。当温度接近样品熔化温度时，减缓升温速度。并在样品高度坍塌一半时，记下此时温度值。

（2）熔化速度

取样品10g，研磨至180目以上，加少量水混匀制成φ3×3mm小圆柱，放入干燥箱内烘干。待炉温升至某一温度恒温5分钟后，迅速将试样送入炉内，同时记录试样至全部倒塌所需的时间。此时间表征的就是该样品在该测试温度下的熔化速度。

（3）保温性能

在同一温度，同一加入量(质量=35g)的情况下，测定其保温性能曲线，即温度一时间曲线。单向加热炉800℃恒温2小时后，打开炉盖，迅速投入覆盖剂，扒平料面，同时采集数据(每5分钟采集一个数据)。随着时间的增加，将得到一个平稳的温度一时间曲线。其平衡时的温度大小可用于比较该覆盖剂保温性能的优劣。

（4）吸附能力

向每个覆盖剂配方中分别配入6％的Al2O3，混匀后按照熔化温度测试步骤进行。然后考察该模拟渣系熔化温度与原始配方的差值(差值越小，熔渣的粘度变化越小，吸收Al2O3夹杂能力越强，反之亦然。)，以此来近似判断覆盖剂吸收Al2O3夹杂的能力。

表3 实施例1-8和对比例1-4 覆盖剂性能测试结果

表3给出了本发明实施例和对比例的覆盖剂的测试结果，可以看出，本发明实施例的覆盖剂综合性能优异，具有优异的保温性能和吸附性能，说明本发明覆盖剂的配方合理，和工艺适配性好，实施例8添加了硅烷偶联剂提高各成分之间的粘合性，保温和吸附性能最优。对比例1中，SiO₂含量为5%，C含量为3%，覆盖剂的保温性能和吸附能力显著下降，对比例2中Al₂O₃含量为15%、CaO含量为55%，覆盖剂的吸附能力最差，说明本发明合理的配方，有利于提高覆盖剂的保温性能和杂物吸附能力。对比例3将粘合剂和烧结料、碳酸钙粉、镁砂同时混合搅拌，对比例4没有将物料进行加水增湿和烘干，二者覆盖剂的综合性能均下降明显，本发明的工艺和配方的适配性好，保证了粒料的强度和粒度，提高覆盖剂的吸附和保温性能，配方和工艺协同作用，相辅相成，制备的覆盖剂防止中间包钢液增碳的技术问题，还具有一定的吸附非金属夹杂物的功能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，其特征在于：包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤3.0%、CaO 40.0～50.0%、C ≤1.0%、Al₂O₃20.0-30.0%、MgO 6.0～ 14.0%、Fe₂O₃ ≤3.0%、S≤0.04%，其余为不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，其特征在于：包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤2.5%、CaO 41.0～48.0%、C ≤0.6%、Al₂O₃22.0-28.0%、MgO 7.0～12.0%、Fe₂O₃ ≤2.0%、S≤0.03%，其余为不可避免的杂质。

3.如权利要求1或2所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，其特征在于：所述覆盖剂由烧结料、碳酸钙粉、镁砂、粘结剂配制而成。

4.如权利要求3所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂，其特征在于：所述烧结料包括以下质量百分数的成分：SiO₂≤2.5%、CaO 45.0～55.0%、Al₂O₃30.0～40.0%、S≤0.05%、C≤0.3，其余为不可避免的杂质。

5.如权利要求1至4任意一项所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

S1：称取烧结料、碳酸钙粉、镁砂进行置于搅拌机中进行混合，转速为400-500r/min，搅拌10-15min后，加入粘结剂，调节转速为600-700r/min，时间为7-12min,得到混合物料一；

6.如权利要求5所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，烧结料、碳酸钙粉、镁砂的粒度均为0.1-1mm。

7.如权利要求5所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，水的重量为混合物料一的重量的10-15%。

8.如权利要求7所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，水的重量为混合物料一的重量的12%。

9.如权利要求5所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S4得到的覆盖剂的粒度为0.2-3mm。

10.如权利要求5所述的一种汽车板钢专用低硅超低碳覆盖剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，包装的袋口扎口3圈以上。