CN115846603B - 一种中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣及其制备方法和应用。本发明技术方案中的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣，包括以下质量百分数的组分：氯化钠20～22份、氯化钾14～16份、石灰石18～20份、二氧化硅16～20份、铝矾土10～12份、硅酸钙12～16份，制备方法包括将氯化钠、氯化钾、石灰石、二氧化硅、铝矾土、硅酸钙研磨混合，加水制成块状并烘干得到覆盖渣。中频炉熔化出完钢水后，在钢包上面覆盖上所述覆盖渣。在钢水表面形成保护膜，隔绝钢水与空气的接触，提高钢水成分的稳定性。

Description

一种中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣及其制备方法和应用。

背景技术

钢水在炉外精炼时需要先调整成分，再连铸成坯，连铸过程中钢水由钢包盛装保温直至浇注完毕，长时间的保温过程容易使钢包内钢水成分发生变化，钢水裸露于大气中就会吸入大量的氮，氮溶解于钢水中会造成钢中氮含量较高，使钢材产生时效脆化，降低钢的冲击韧性，也可以引起钢的冷脆等不利的因素，同时钢水和空气接触造成吸气，在浇注成铸钢件产品后，会出现大量的气体缺陷，严重影响产品质量，可以采用覆盖渣覆盖其表面以确保钢水成分的稳定性。但是碱性渣有脱硫的作用，会引起钢中硫含量降低，酸性渣中的SiO₂容易与钢水中的Al反应，不利于钢水成分的稳定。

此外，一般电弧炉炼钢用石灰和萤石进行造渣，但是中频炉炼钢，由于炉衬材料等原因，没有合适的覆盖渣，造成中频炉熔炼低碳钢过程中钢液容易吸气，特别是氮气含量超过200ppm，浇注出来的钢件有气孔等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种碳含量小于0.25％的中频炉熔炼低碳钢和超低碳合金钢覆盖渣，熔点低、流动性好，可以隔离钢水和空气接触造成的吸气，制作成的铸件没有气体类缺陷。

本发明技术方案中的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣，包括以下质量百分数的组分：氯化钠20～22份、氯化钾14～16份、石灰石18～20份、二氧化硅16～20份、铝矾土10～12份、硅酸钙12～16份。

氯化钠的熔点为801℃，氯化钾的熔点为770℃，两者熔点低且质轻，可以促进覆盖渣熔融成流体，在钢水表面形成保护膜，隔绝钢水与空气的接触，促进钢水成分的稳定，石灰石具有导热性、坚固性、不透气性和很好的胶结性能，在钢水表面形成致密的覆盖膜层，二氧化硅性质较为坚硬，同时是一种优良的流动促进剂，可以促进钢水的流动，铝矾土重量轻，耐高温，热稳定性好，硅酸钙强度高，耐热性好，具有较好的热阻隔作用。

进一步地，上述中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的颗粒尺寸为0.2～20mm。颗粒尺寸过大，则颗粒间缝隙较大，覆盖渣没有熔融前，空气中的杂质或气体元素会进入钢水中，引起钢水成分变化。颗粒尺寸过小，则会增加工艺难度，增加生产成本。

本发明还提供上述中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法包括将氯化钠、氯化钾、石灰石、二氧化硅、铝矾土、硅酸钙研磨混合，加水制成块状并烘干得到覆盖渣。

进一步地，研磨混合转速为100～300rpm，时间为30～60min。

进一步地，烘干温度为200～250℃，时间为4～6h。

进一步地，烘干得到的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣中水的含量为0.1～2.0％。

本发明还提供上述中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的应用，所述应用包括以下步骤：中频炉熔化出完钢水后，在钢包上面覆盖上覆盖渣。

进一步地，每吨钢水覆盖2～5kg覆盖渣。覆盖渣含量过高，会增加生产成本，含量过低，则隔绝空气的作用较小，空气中的杂质或气体元素会进入钢水，影响钢水成分的稳定性。

上述钢水中碳含量与氧含量的乘积为一个常数([C][O]＝K)，碳含量的降低必然导致氧含量的升高，中频炉中的氧元素主要来源于空气，钢水在从空气中吸氧的同时也增加了氮的吸入，在浇注过程中钢水吸氮，也是引起氮含量超标一个不可忽视的因素。如下所示：

[N]＝0.044-0.01[C]-0.0025[Mn]-0.003[Si]-0.0043[P]-0.001[S]+0.0069[Cr]+

0.013[V]-0.001[Ni]-0.01[A1]+0.1[Ti]+0.0015[Mo]+0.0102[Nb]-0.0004[Cu]

碳含量的降低和钼、钒、铬、钛等元素的存在都会引起氮的溶解度上升，这也是造成该种材质钢水吸氮的内在动因。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)本发明的覆盖渣包括熔点低且质轻的氯化钠和氯化钾，可以促进覆盖渣熔融成流体，在钢水表面形成保护膜，隔绝钢水与空气的接触，提高钢水成分的稳定性；

(2)本发明的覆盖渣不包括硫等会带给钢水杂质成分的元素组分；

(3)本发明的覆盖渣应用于对氧、氮等元素特别敏感的低碳钢，降低其对空气的敏感程度；

(4)本发明的覆盖渣可有效避免因钢水与空气的接触引起吸气，导致铸件有气体缺陷的问题。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本发明，不用于本发明的具体限制。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

实施例1

本实施例中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法为将20份氯化钠、16份氯化钾、20份石灰石、20份二氧化硅、10份铝矾土和15份硅酸钙300rpm研磨混合30min，加水制成块状并在200℃烘6h得到覆盖渣(颗粒尺寸为3～8mm，平均6mm)；

中频炉熔化出完钢水后，在钢包上面按照每吨钢水覆盖3kg覆盖渣覆盖上所得覆盖渣。

实施例2

本实施例中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法为将22份氯化钠、14份氯化钾、20份石灰石、20份二氧化硅、10份铝矾土和15份硅酸钙300rpm研磨混合50min，加水制成块状并在220℃烘5h得到覆盖渣(颗粒尺寸为3～8mm，平均5mm)；

中频炉熔化出完钢水后，在钢包上面按照每吨钢水覆盖3kg覆盖渣覆盖上所得覆盖渣。

实施例3

本实施例中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法为将20份氯化钠、16份氯化钾、18份石灰石、18份二氧化硅、12份铝矾土和16份硅酸钙300rpm研磨混合40min，加水制成块状并在250℃烘4h得到覆盖渣(颗粒尺寸为3～8mm，平均5mm)；

中频炉熔化出完钢水后，在钢包上面按照每吨钢水覆盖3kg覆盖渣覆盖上所得覆盖渣。

实施例4

本实施例与实施例1的区别仅在于按照每吨钢水覆盖1kg覆盖渣覆盖上所得覆盖渣。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅在于按照每吨钢水覆盖8kg覆盖渣覆盖上所得覆盖渣。

对比例1

本对比例与实施例1的区别仅在于覆盖渣的成分为20份石灰石、20份二氧化硅、10份铝矾土和15份硅酸钙。

对比例2

本对比例与实施例1的区别仅在于覆盖渣的成分为36份氯化钠、20份石灰石、20份二氧化硅、10份铝矾土和15份硅酸钙。

对比例3

本对比例与实施例1的区别仅在于覆盖渣的成分为36份氯化钾、20份石灰石、20份二氧化硅、10份铝矾土和15份硅酸钙。

对比例4

本对比例与实施例1的区别仅在于覆盖渣的成分为20份氯化钠、16份氯化钾。

以上实施例及对比例使用所得覆盖渣后，对钢水中氧、氢、氮元素含量做出测试，结果如下表1所示。

表1使用覆盖渣钢水中前后元素含量变化数据表

实施例1-3钢水使用所得覆盖渣后，钢水中元素变化较小，实施例4使用过小含量的覆盖渣，钢水中元素变化与未加覆盖渣的元素变化相差较小，元素含量变化较大，实施例5使用过大含量的覆盖渣，钢水中元素变化并没有显著的改善，但是增加了生产成本，对比例1-4钢水使用所得覆盖渣后，钢水中元素变化均较大，覆盖渣隔绝空气的作用较小，钢水稳定性较差。

最后应说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，而并非对本发明的实施方式的限定。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具有实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，这里无需也无法对所有的实施方式予以全例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣，其特征在于，包括以下重量份数的组分：氯化钠20~22份、氯化钾14~16份、石灰石18~20份、二氧化硅16~20份、铝矾土10~12份、硅酸钙12~16份；

中频炉熔化出完钢水后，在钢包上面每吨钢水覆盖2~5kg所述覆盖渣。

2.根据权利要求1所述的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣，其特征在于，所述中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的颗粒尺寸为0.2~20mm。

3.一种如权利要求1所述的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法，其特征在于，将氯化钠、氯化钾、石灰石、二氧化硅、铝矾土、硅酸钙研磨混合，加水制成块状并烘干得到覆盖渣。

4.根据权利要求3所述的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法，其特征在于，研磨混合转速为100~300rpm，时间为30~60min。

5.根据权利要求3所述的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法，其特征在于，烘干温度为200~250℃，时间为4~6h。

6.根据权利要求3所述的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣的制备方法，其特征在于，烘干得到的中频炉熔炼低碳钢用覆盖渣中水的含量为0.1~2.0%。