一種改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑及其應用制造技術

一種改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑及其應用，本發明專利技術之改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑，以質量百分比計包括下述組分：CaO?31~39%、SiO2?6~13%、Al2O3?16~24%、MgO?12~20%、Na2O?6~13%、Li2O?1~5%、C?0.5～1.5%、MnO?1.5~7%。本發明專利技術之中間包覆蓋劑適用于中錳鋼連鑄過程。將中間包覆蓋劑應用于連鑄生產過程中，能夠迅速熔化覆蓋在整個鋼水表面，很好地防止鋼液二次氧化；具有較好的保溫效果，可以減少鋼水溫度的損失；含碳量低，防止增碳；堿度高，能有效地吸收鋼水中的夾雜物，以及有效抑制覆蓋劑物性的變化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋼鐵冶煉領域，涉及一種中間包覆蓋劑，尤其是涉及一種改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑及其應用。
技術介紹
中間包覆蓋劑是連鑄過程中重要的功能材料。中間包覆蓋劑有顯著的絕熱保溫作用，能有效地減少中間包的鋼水的大量散熱，防止鋼水結殼；中間包覆蓋劑的加入，能夠把鋼水和空氣隔絕開來，防止鋼水接觸空氣造成二次氧化；中間包覆蓋劑還能吸附非金屬夾雜物，從而減少鋼水中夾雜物的含量。因此冶煉過程中，中間包覆蓋劑對連鑄過程的順利進行以及鋼材質量都有極大的影響。汽車用鋼中錳鋼強塑積在25~50GPa%之間，兼具高強度和高延伸率，并且成本適中，具有極好的應用前景。但是由于該鋼種具有較低的含碳量（≤0.6%）和較高的含錳量（4~12%），使得該鋼種的中間包覆蓋劑面臨許多問題。例如：中錳鋼具有較低的碳含量（≤0.6%），為了避免鋼水增碳，無碳的中包覆蓋劑應運而生，然而如果覆蓋劑不含碳，最直接的問題就是覆蓋劑粉末將快速熔化，保溫層急劇減少，保溫效果惡化。所以必須有提高其保溫性的方法。再者，鋼液中的錳或其它合金元素鋁等會與保護渣部分成分發生氧化還原反應，例如：[Mn] +1/2(SiO2)= 1/2[Si]+(MnO)，4[Al] +3(SiO2)= [Si]+(Al2O3)；渣鋼界面反應導致中間包覆蓋劑中MnO等合金元素氧化物含量增加，SiO2消耗將引起中間包覆蓋劑的堿度升高，該結果則會導致中間包覆蓋劑粘度、熔化溫度等特性發生顯著變化，中間包覆蓋劑保溫功能、吸收夾雜物能力大大下降。為此，針對中錳鋼含錳量高，含碳量低等特點，合理的設計中間包覆蓋劑的成分，提高其吸收夾雜物、保溫性能、防止鋼水二次氧化和表面結殼能力，為高鋁鋼連鑄的順利進行提供全面的理論基礎，具有重要的理論意義和實際意義。從文獻檢索的情況來看，雖然目前中間包覆蓋劑研究及開發的專利不少，但針對汽車用中錳鋼的專門中間包覆蓋劑還未發現。與其鋼種相似的中間包覆蓋劑，比如說公開號為CN105478694A的專利《高鋁鋼用中間包覆蓋劑的配置工藝》，雖然能控制渣鋼反應，但未考慮覆蓋劑會對鋼水增碳，故不適用于低碳鋼；公開號為CN101653819的專利《連鑄中間包空心顆粒無碳覆蓋劑及其制備工藝》是一種專門針對超低碳鋼設計的中間包覆蓋劑，雖然能有效防止增碳，但未針對考慮含Mn低碳鋼中活潑元素帶來的特殊問題，故不適用于汽車用中錳鋼。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種可提高鋼水質量，不增碳，具有良好的保溫性和鋪展性的改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑及其應用。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是，一種改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑，以質量百分比計包括下述組分：CaO 31~39%，優選為32~38%，進一步優選為34~37%；SiO2 6~13%，優選為7~12%，進一步優選為8~11%；Al2O3 16~24%，優選為17~22%，進一步優選為18~20%；MgO 12~20%，優選為14~18%，進一步優選為15~17%；Na2O 6~13%，優選為8~12%，進一步優選為9~11%；Li2O 1~5%，優選為1.2~4%，進一步優選為1.5~3.5%；C 0.5~1.5%，優選為0.7~1.1%，進一步優選為0.8~1.0%，MnO 3~7%，優選為4~6.5%，進一步優選為4.2~6%。本專利技術所述改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑中，(CaO+MgO)與SiO2質量比（堿度）為3.3～9.8：1，優選為3.83～8：1，進一步優選為4.36～6.75：1。堿度較高（3.3～9.8）。本專利技術所述改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑的熔點范圍為1200~1410℃、1400℃的粘度為0.25~1.1 Pa·s。本專利技術所述改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑的應用，包括用作汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑。本專利技術所述改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑的應用，所述中錳鋼中C質量百分含量≤0.6%。本專利技術所述改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑的應用，所述汽車用中錳鋼中Mn的質量分數為4%~12%。原理及優勢原理本專利技術所述中間包覆蓋劑中，由于Al2O3不易與鋼液中的活潑金屬發生反應，用Al2O3替代傳統中間包覆蓋劑中的部分SiO2，此類中間包覆蓋劑成分中Al2O3含量較高并且不易與鋼中活潑金屬元素發生反應，并且由于SiO2含量較少，熔渣體系中活動較低，因此可有效抑制[Mn] +1/2(SiO2)= 1/2[Si]+(MnO)， 4[Al] +3(SiO2)= [Si]+(Al2O3)等渣鋼界面反應的正向進行，同時Al2O3添加還會導致界面張力上升，防止卷渣。本專利技術所述中間包覆蓋劑中，適量添加Na2O和Li2O的主要目的是：使中間包覆蓋劑粘度降低，同時降低中間包覆蓋劑的熔化溫度。本專利技術所述中間包覆蓋劑中，添加C 0.5~1.5%的目的是：配入一定量的C，可以有效防止中間包鋼液二次氧化；同時將C含量保持在1.5%以下，是防止鋼液增碳。本專利技術通過控制(CaO+MgO)與SiO2質量比為3.3～9.8的主要目的是：提高中間包覆蓋劑的堿度，提高吸收鋼水中夾雜物的能力。本專利技術可采用現有技術中的噴霧造粒生產空心球形顆粒覆蓋劑，從而降低其堆比重，獲得良好鋪展性能和保溫性能。本專利技術所述覆蓋劑中，添加MnO的主要目的是作為過渡金屬氧化物，能起到控制輻射傳熱的作用，可進一步起到保溫效果。此外，熔渣體系中活度增大，進一步抑制[Mn] +1/2(SiO2)= 1/2[Si]+(MnO)反應的正向進行。與現有技術相比較，本專利技術所具有的優勢：1）抑制鋼渣反應能力強。通過添加適量的Al2O3和MnO，從而來抑制鋼渣反應，使得鋼渣界面不再活躍，從而減弱卷渣趨勢；同時也能穩定中間包覆蓋劑的成分，使其理化性能控制在合理的范圍內。2）有效防止二次氧化同時避免增碳。通過添加適量的C，在保證中間包覆蓋劑能有效防止鋼液二次氧化的同時，盡可能的減少中間包覆蓋劑對鋼水的增碳作用。3）高效吸收夾雜物。通過對Na2O和Li2O等成分的合理配比，使中間包覆蓋劑的粘度、熔點及界面張力減少，提高中間包覆蓋劑對夾雜物潤濕性，促進夾雜物的熔解吸收，能改善中間包內鋼水的潔凈度。4）良好的保溫效果。通過采用噴霧造粒生產空心球形顆粒覆蓋劑具有降低其堆比重，從而獲得良好鋪展性能和保溫性能。綜上所述，本專利技術之改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑，應用于連鑄生產過程中，具有良好的鋪展性，能夠迅速熔化覆蓋在整個鋼水表面，能夠高效吸收中錳鋼中的夾雜物，改善中間包內鋼水的潔凈度，很好地防止鋼液二次氧化、防止增碳，改善鑄坯質量，同時具有良好的保溫性能等特點。堿度高，能有效地吸收鋼水中的夾雜物，有效抑制覆蓋劑物性的變化?？商岣咪撍|量，含碳量低，不增碳，具有良好的保溫性和鋪展性，適用于新型汽車用中錳鋼的中間包鋼水保護澆注。本專利技術中間包覆蓋劑能保證中錳鋼連鑄生產順行。具體實施方式以下結合實例對本專利技術作進一步的闡述，實例僅用于說明本專利技術，而不是以任何形式來限制本專利技術。本專利技術的中間包覆蓋劑熔化溫度、1400℃的粘度分別采用冶金行業標準YB/T186和YB/T185測定。實施例1一種改進型汽車用鋼連鑄中間包覆蓋劑，其主要成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑，其特征在于，以質量百分比計包括下述組分：CaO?31~39%，SiO2?6~13%，Al2O3?16~24%，MgO?12~20%，Na2O?6~13%，Li2O?1~5%，C?0.5～1.5%，MnO?3~7%。

【技術特征摘要】
1.一種改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑，其特征在于，以質量百分比計包括下述組分：CaO 31~39%，SiO2 6~13%，Al2O3 16~24%，MgO 12~20%，Na2O 6~13%，Li2O 1~5%，C 0.5～1.5%，MnO 3~7%。2.根據權利要求1所述的改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑，其特征在于，以質量百分比計包括下述組分：CaO 32~38%；SiO2 7~12%；Al2O3 17~22%；MgO 14~18%；Na2O 8~12%；Li2O 1.2~4%；C 0.7~1.1%；MnO 4~6.5%。3.根據權利要求2所述的改進型汽車用中錳鋼連鑄中間包覆蓋劑，其特征在于，以質量百分比計包括下述組分：CaO 34~37%；SiO2 8~11%；Al2O3 18~20%；MgO 15~17%；Na2O 9~11%；Li2O 1.5~3.5%；C 0.8~1.0%；MnO 4.2~6%。4....

【專利技術屬性】
技術研發人員：王萬林，周樂君，李歡，朱晨陽，呂培生，
申請(專利權)人：中南大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43