本發明涉及一種結構鋼用模鑄保護渣，特別涉及一種鋼液在澆注過程中，不但能提高鋼錠表面與內部質量，而且生產制造簡單方便，利于供方與使用方現場作業。

背景技術：

模鑄保護渣是提高模鑄鋼錠表面質量的關鍵材料，其主要是cao—sio2渣系，他通過與高溫鋼液的接觸，使得保護渣形成3層結構，從與鋼液接觸面開始，分別為熔融層、燒結層、粉渣層，其中熔融層呈液態，能均勻分布在鋼錠凝固坯殼與鋼錠模內壁之間，進而確保鋼錠表面光滑；燒結層通過與高溫鋼液的熱傳遞逐步熔化，進而補充熔融層，確保鋼錠表面都能得到液態保護渣的潤滑，粉渣層不斷能降低鋼液面對外界的熱損失，起到保溫作用，而且能有效防止鋼液的二次氧化。另外，保護渣還具有拓展性優良，吸附鋼液夾雜物等作用。

但目前各大鋼鐵廠所生產的鋼種種類繁多，品種復雜，其中鋼種大類主要包含結構鋼、工模具鋼、不銹鋼三大類，其中結構鋼又根據碳含量的不同分為低碳、中碳、以及高碳結構鋼，由于各鋼種的碳含量以及其他組元的不同，鋼種的液相線及澆注溫度相差較大，而由于保護渣的組元不同也會造成保護渣的熔點以及理化性能有所區別，目前保護渣雖然有了長足的發展，但仍不能滿足所有鋼種的需求，特別是低碳結構鋼類鋼種，由于鋼種碳含量相對較低，對保護渣的要求也較為苛刻，另外由于低碳結構鋼的鋼錠表面質量要求高，目前所使用的保護渣暫不能滿足低碳結構鋼鋼錠表面質量的需求，因此需開發專項用于低碳結構鋼模鑄鋼錠澆注的保護渣。

查詢目前國內外諸多鋼鐵企業的模鑄保護渣使用情況，發現很多低碳結構鋼(鋼種的成分碳含量≤0.5％)的碳含量相對較低，目前一般企業保護渣的碳含量一般控制在8％～10％之間，由于保護渣中的碳含量明顯高于鋼種的碳含量，在澆注過程中，會因熔化成液態的保護渣與鋼液直接接觸而造成保護渣中的碳 轉移至鋼液中，最終導致鋼種成品增碳情況頻繁，嚴重時會造成鋼種成分超過成分標準等情況，進而會造成鋼種不合乎要求等異常事故，給企業帶來不必要的麻煩。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種結構鋼用模鑄保護渣及其制備方法，以解決現有技術中所存在的上述問題。

一種結構鋼用模鑄保護渣，其包含按重量百分數計的如下組分：

基料：70～90％；

溶劑：2～20％；

添加劑：1～10％。

作為優選方案，所述保護渣呈粒度小于200目的粉狀，其中，粒度小于100目的占總重量的30％。這樣可有效保證保護渣融化速率與保溫性能。

作為優選方案，包含有按重量百分數計的如下元素或化合物：

fc：3.0～4.0％、sio2：43.0～44.0％、al2o3：18.0～19.0％、cao：14.0～16.0％、mgo：1.0～2.0％、na2o：4.0～6.0％、f:1.0～1.5％、loi：6.0～7.0％、fe2o3：5.0～6.0％、h2o：0～0.5％。

作為優選方案，所述基料為電廠灰。

作為優選方案，所述溶劑為純堿與螢石的混合物，其中，所述純堿用量為結構鋼用模鑄保護渣總總重量的5～15％，所述螢石的用量為結構鋼用模鑄保護渣總重量的2～8％。

作為優選方案，所述添加劑為水泥熟料。

一種如前述的結構鋼用模鑄保護渣的制備方法包括如下步驟：

將基料、溶劑、添加劑分別破碎至顆粒度小于200目的粉狀，其中，粒度小于100目的占總重量的30％；

烘烤干燥；

進行機械攪拌，使原料混合均勻；

根據單重需求分袋包裝，以便現場使用。

一種如前述的結構鋼用模鑄保護渣的使用方法，其包括如下步驟：

所述保護渣進廠后，先進烘房預熱，預熱溫度控制在40～60℃，預熱時間控制在24小時以上；

在低碳結構鋼鋼種澆注之前30～50min，將保護渣從烘房取出開始吊掛保護渣；

保護渣吊掛在鋼錠模內，保護渣吊掛高度控制在100～150mm。

本發明主要解決三大問題：

其一，提高低碳結構鋼鋼錠表面質量；

其二、減少因保護渣造成低碳結構鋼成分超標等異常事故的發生；

其三、提高工作效率、方便操作、減少勞動強度，無污染；

其四、滿足工藝要求，使保護渣能滿足低碳結構鋼的生產需求，減少鋼錠中夾雜物。

本發明具有下列優點：

(1)通過降低保護渣的碳含量，防止低碳結構鋼成品碳出現超標或增碳情況；

(2)此保護渣具有提高低碳結構鋼鋼錠表面質量的優勢，能有效滿足現場生產需求，并減少作業強度；

(3)材料來源容易，生產簡單；

(4)提高工作效率、方便操作、減少勞動強度，無污染；

(5)滿足工藝要求，使保護渣能滿足低碳結構鋼的生產需求，減少鋼錠中夾雜物，提高鋼錠探傷合格率。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述，但本發明的保護范圍不僅局限于實施例。

實施例1：

將70％的電廠灰、10％的純堿、10％的螢石和10％的水泥熟料通過如下步驟制備成結構鋼用模鑄保護渣：

將基料、溶劑、添加劑分別破碎至顆粒度小于200目的粉狀，其中，粒度小于100目的占總重量的30％；

烘烤干燥；

進行機械攪拌，使原料混合均勻；

根據單重需求分袋包裝，以便現場使用。

實施例2：

將90％的電廠灰、2％的純堿、3％的螢石和5％的水泥熟料通過如下步驟制備成結構鋼用模鑄保護渣；

將基料、溶劑、添加劑分別破碎至顆粒度小于200目的粉狀，其中，粒度小于100目的占總重量的30％；

烘烤干燥；

進行機械攪拌，使原料混合均勻；

根據單重需求分袋包裝，以便現場使用。

實施例3：

將80％的電廠灰、10％的純堿、5％的螢石和5％的水泥熟料通過如下步驟制備成結構鋼用模鑄保護渣：

如下步驟制備成結構鋼用模鑄保護渣：

將基料、溶劑、添加劑分別破碎至顆粒度小于200目的粉狀，其中，粒度小于100目的占總重量的30％；

烘烤干燥；

進行機械攪拌，使原料混合均勻；

根據單重需求分袋包裝，以便現場使用。

實施例1～3制備的結構鋼用模鑄保護渣均呈粉狀，其中，實施例3制備的結構鋼用模鑄保護渣的粒徑小于200目，其中，粒徑小于100目的粉體占總重量的30％。

實施例3制備的結構鋼用模鑄保護渣中含有如表1所示的重量百分數的元素或化合物：

表1保護渣化學性能指標(wt％)

其余化學指標分別為：

低碳結構鋼的模鑄保護渣中自由水含量不大于0.5％；

低碳結構鋼的模鑄保護渣中不得混入異物、不得結塊；

低碳結構鋼的模鑄保護渣制作工藝：原料稱重——粉碎——烘烤——機械攪拌混勻——分袋包裝。

在其他條件基本相同情況下，使用此保護渣在不同的低碳結構鋼鋼種上進行以下幾組試驗：

1、分組試驗3類低碳結構鋼用模鑄保護渣，分別進行專項試驗，其中3種保護渣指標性能如表2所示，表3所示為3種保護渣在使用前的烘烤、取用及吊掛參數控制情況，并列出了改進前的模鑄保護渣控制參數；

2、對以上3種保護渣進行試驗時，均在低碳結構鋼鋼種上進行試驗，其中主要鋼種為：16mncrs5、38crmoala、25mncr5、tl4227等；

3、對以上所涉及的低碳結構鋼鋼種進行保護渣試驗時，分別在澆注之前的30min、50min時從烘房內取出保護渣，并將保護渣吊掛在模內，保護渣吊掛高度分別為100mm、150mm；

4、模冷鋼錠冷卻結束并脫模之后，檢查對比鋼錠表面質量情況，并評估保護渣試驗效果情況；

以上低碳結構鋼鋼種的模鑄保護渣試驗具體要求及結果如表2和表3所示：

表2低碳結構鋼試驗用保護渣性能指標(wt％)

表31#～3#保護渣在使用前的烘烤、取用及吊掛參數控制表

表4低碳結構鋼用模鑄保護渣試驗結果評估表

表4所示為現場試驗3種保護渣的結果情況，并與改進前的保護渣使用實際情況進行了對比。對比發現此低碳結構鋼用模鑄保護渣的使用效果均很好，具體如下：

1)此低碳結構鋼用模鑄保護渣試驗的鋼錠內部質量探傷合格率高達100％，相對以往提升30％；

2)此低碳結構鋼用模鑄保護渣試驗的鋼錠表面質量均合格，鋼錠表面質量改善明顯，之前使用的保護渣易于造成鋼錠表面質量不合格情況發生；

3)使用此低碳結構鋼用模鑄保護渣有效避免了低碳結構鋼鋼液在澆注過程中因與保護渣接觸發生碳含量超標的情況。之前所使用的保護渣易于造成低碳結構鋼鋼種成分碳超標，對鋼材的性能及質量影響較大，而此保護渣可有效解決碳成分超標問題；

總上所述，此低碳結構鋼用模鑄保護渣綜合性能達到了各方面要求，有效解決了低碳結構鋼的表面質量與內部質量問題，并減少了鋼種成品碳含量超標的情況。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明而并非限制本發明所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發明已進行了詳 細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或等同替換；而一切不脫離本發明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍中。