[发明专利]不锈钢钢锭冒口专用防缩孔剂

说明书

技术领域

本发明属于冶金辅料技术领域，具体涉及不锈钢钢锭冒口专用防缩孔剂。

背景技术

钢液在冷却和结晶过程会发生体积收缩，由于散热条件的变化，凝固层的降温速度也随之变化，因此线收缩的速度在凝固的不同时期是很不相同的。在开始凝固的5~7分钟内平均线收缩速度最大，而经过10~15分钟之后急剧减小。此外，最大收缩系数和最大收缩速度都随含碳量的增加而减小。钢液在冷却和结晶过程中所伴随发生的体积收缩，对钢锭的质量及物理、化学均匀性有重要影响。

由于钢液的冷凝收缩，在浇注补缩不充分的条件下将会造成钢锭或铸件内部的缩孔和疏松缺陷，其容积最大可达浇钢容积的5%。缩孔产生于钢锭最后凝固的地方。根据现场的考察和现场的跟踪了解，以及对不锈钢钢种的了解，并对所浇钢种的锭模类型、冒口尺寸大小，高低等一系列的详细了解，根据不同钢种的特性及浇钢的温度，特别是对不锈钢碳含量很低，浇注温度高，浇注时间长短不一的特点，钢锭冒口部位通常是钢水液相转为固相的最后部位，也是浇注过程中气体从型壳中排放的出口，夹杂物上浮出钢锭的主要出口，同时也是钢锭头部补缩所需钢水的来源地方。为避免钢锭冒口出现缩孔或补缩问题，采用防缩孔剂是解决此类问题的一种有效措施。防缩孔剂不仅是关系着不锈钢钢锭冒口部位浇注后充满型腔的液体金属收缩时提供补缩的金属液，也需保证钢锭冒口处最后凝固，即其下方钢锭型腔钢水凝固后，冒口处的钢水最后凝固，这样才能保证钢锭冒口处不出现缩孔和疏松缺陷。

因此，钢锭冒口的合理设计和防缩孔剂成分的科学配比与使用是解决钢锭冒口下方出现缩孔问题的关键，也是提高钢水利用率的有效途径。缩孔和钢水利用率偏低是目前精铸行业普遍存在和急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种发热值高，持续时间长，保温性能好，增强不锈钢钢锭冒口的补缩能力，防止不锈钢钢锭冒口部位疏松、产生缩孔的专用防缩孔剂，其主要应用于不锈钢钢锭的冒口部位。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：不锈钢钢锭冒口专用防缩孔剂，其原料包括金属铝粉、氧化铁粉、铝土粉、硝酸钠、软石沫、氟化钠、镁砂粒，其重量百分含量分别为28%、10%、25%、10%、6%、8%、13%。

所述的不锈钢钢锭冒口专用防缩孔剂中，SiO₂重量百分含量为10~16%，Al₂O₃重量百分含量为65~75%，Fe₂O₃重量百分含量为10~14%，CaO重量百分含量小于5%，MgO重量百分含量小于15%，固定碳重量百分含量小于3%，熔点大于1350℃，水分重量百分含量小于1%。

本发明的有益效果详述如下：

防缩孔剂的组成需要考虑以下因素，首先，防缩孔剂燃烧后产生的成分必须是所用钢种允许的成分或者是冶炼过程中很容易去除的元素，这样才能保证回炉料的正常使用；其次，既要保证防缩孔剂的发热速度、发热温度和发热时间，又要控制防缩孔剂的成本。此外，通常设计钢锭及铸件冒口的防缩孔剂是根据钢种含碳量的不同来分别设计各种防缩孔剂。根据钢种的不同，可以设计出高碳防缩孔剂和低碳防缩孔剂。高碳防缩孔剂主要是用碳的质量来确定的，在设计配方时，可选择含碳的原材料来调整防缩孔剂，而且碳元素是很好的保温材料，是缓冲剂的重要材料。相比较，不锈钢钢种对碳含量很敏感，在配料时可不考虑含碳量的问题，尽量使用不含碳的原材料，防缩孔剂原材料必须严格控制含碳量，这样才可以确保回炉料的成分和再使用，因为回炉料的碳在电炉冶炼过程中是不能去除的。

本发明是在综合考虑以上因素及充分研究防缩孔剂发热原理的基础上提出来的，防缩孔剂是由氧化剂、燃烧剂和缓冲剂三部分组成。在一定的温度下，氧化剂与燃烧剂发生氧化反应，放出大量的热。缓冲剂可以用来调整发热时产生的温度、发热速度和发热时间，并与氧化剂和燃烧剂的燃烧产物反应，生成低熔点熔渣，在钢锭、铸件凝固后，熔渣还必须很容易从浇注冒口头部清除掉。

本发明的防缩孔剂主要应用于不锈钢钢锭的冒口部位，防止冒口部位出现疏松、缩孔问题，在使用时须严格控制含碳量。

基于不锈钢防缩孔剂的发热原理及所用材料的合理配比，生产出的不锈钢专用防缩孔剂，在现场使用中钢锭冒口部位起到了防缩孔剂应有的作用，防缩孔剂发热值高，持续时间长，燃烧温度高，保温性能好，使钢锭头部收缩平坦，没有出现缩孔现象，而且后部热轧中也没有发现钢锭冒口部位内部疏松，缩孔的产生。