[发明专利]含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体是指一种含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣。 

背景技术

包晶钢是指碳含量在0.08～0.18％的一系列钢种，该系列钢种浇铸时，结晶器弯月面初生凝固坯壳随温度下降发生δ-γ转变，伴随着较大的体积收缩，坯壳与铜板脱离形成气隙，导致热流变小坯壳变薄，在表面形成凹陷。凹陷部位冷却和凝固速度比其它部位慢，组织粗化，对裂纹敏感性强，在热应力和钢水静压力作用下，在凹陷薄弱处产生应力集中而出现裂纹。合适的保护渣能在其中起到降低铸坯缺陷的作用。 

包晶钢保护渣技术的关键是控制保护渣的热流密度，较小的热流密度能够减缓凹陷的产生。传统的包晶钢保护渣具有高碱度，高熔点的特点，就是利用碱度高，结晶率增大的特点，降低热流密度。但是随着碱度的进一步增大，包晶钢保护渣的热流密度没有显著的降低。因此，需要研究一种保护渣，使其能够克服包晶钢相变转变区带来的体积收缩，从而在包晶钢浇铸过程中，减少相变导致的铸坯纵裂现象。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣，利用该保护渣能有效提高包晶钢表面热辐射吸收能力，最终降低铸坯表面总裂纹发生率。 

为实现上述目的，本发明提供一种含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣，对应钢种的化学成分为C：0.08～0.22％，Si≤0.30％，S≤0.045％，P≤0.045％，其特征在于，该保护渣各化学成分按重量百分比为：30％≤CaO≤40％，20％≤SiO₂≤30％，6.5％≤F^-≤7.5％，6％ ≤Na₂O≤12％，2％≤MgO≤3％，3％≤Al₂O₃≤4％，1％≤Fe₂O₃≤5％，1％≤Co₂O₃≤4％，2％≤NiO≤8％，3％≤C_固≤8％，其余组分为杂质；其中，所述CaO/SiO₂为1.0～1.4。 

进一步优选地，该保护渣各化学成分按重量百分比为：CaO为35％，SiO₂为25％，Al₂O₃为3.5％，F^-为7％，MgO为2.5％，Co₂O_3、NiO和Fe₂O₃三种组分构成的组合体≤10％，Na₂O为10％，C_固为6％，其余组分为杂质。 

渣膜对传热的控制分为两大部分，一是晶格传导传热，二是红外辐射传热，红外辐射传热占整个传热的比例有时高达50％。传热是包晶钢保护渣的重要特征，提高包晶钢保护渣的表面红外辐射热吸收能力，可以降低包晶钢保护渣热流密度，缓解包晶相变带来的体积收缩。根据物理学原理，红外线属于光的一种，物体表面的颜色是影响表面红外辐射吸收的关键。物体表面颜色为黑色时，吸收红外辐射能力最强。包晶钢保护渣表面主要为玻璃相，具有与玻璃类似的性质。在玻璃中，氧化铁，氧化钴，氧化镍等都作为玻璃中的着色剂，当这三种物质按一定比例混合时，可以获得黑色玻璃。本发明的含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣，通过在包晶钢保护渣中利用玻璃着色剂在玻璃中的着色机理，通过在包晶钢保护渣中添加多种玻璃着色剂，使保护渣渣膜表面颜色加深，达到提高表面热辐射吸收能力，最终降低铸坯表面总裂纹发生率。 

本发明的含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣有益效果为：(1)可减少包晶钢保护渣热流密度，缓解包晶钢浇铸过程中包晶相变带来的体积收缩；(2)可减少包晶钢浇铸过程中出现的表面纵裂纹。 

附图说明

图1为实施例3包晶钢保护渣的XRD衍射分析图。 

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣作进一步详细说明。 

实施例 

选取三组含多种玻璃着色剂的包晶钢保护渣，同时选取不含玻璃着色剂的最佳工业用包晶钢保护渣作对比例4，对应浇铸钢种的化学成分为C：0.08～0.22％，Si≤0.30％，S≤0.045％，P≤0.045％，这三组不同组分的保护渣及对比例的主要化学成分按重量百分比见表1所示(其余组分为杂质)。其中碱度计算方法为R＝CaO/SiO₂。 

表1