一种高性能造渣材料、制备方法及其在制备高钼超高锰钢中的应用与流程

本发明属于造渣材料制备及其应用，具体涉及一种高性能造渣材料、制备方法及其在制备高钼超高锰钢中的应用。

背景技术：

1、高锰钢是传统的耐磨材料。但高合金化的高锰钢制作难度较大，特别是高合金超高锰钢，由于合金含量和锰含量都较高，对熔炼要求很高。一般在中频炉熔炼条件下很难满足性能要求。在实际生产中，能按要求生产出合符要求的高锰钢还是不太容易的。主要问题在于感应电炉生产时没有良好的熔渣形成，锰是强氧化性元素，易于氧化形成氧化渣，同时也易于偏析，造成成分不均匀。这就是高锰钢广泛被使用，但使用效果总是不理想的主要原因。

2、目前市面上精炼高锰钢的熔渣，主要是针对锰含量设计的，使用时熔渣的粘度、熔点、硬度等对常规高锰钢具有一定作用，但对高合金和超高锰钢来说，其粘度、熔点、成分、操作工艺等不能起到较好的作用。

3、中国专利文献cn102517422b公开了一种钢水精炼炉熔渣剂及其生产方法，其组成成份及按重量百分比的组成比例为：石英砂50-65％，膨胀珍珠岩0-15％，蛭石0-15％，1-0mm铝粒0-10％，金属硅粉0-10％，铝酸钙0-10％，钝化石灰0-10％，矿棉1-3％，纸板4-8％，粘结剂1-3％；将上述各组份原料混合成浆料压制成型，并在100℃下干燥而成。该发明产品铺展性好，当投放到钢包中钢渣表面时，能直接与残渣发生反应降低残渣熔点和粘度，改善渣流动性，便于测温枪透过渣层快速测量钢水温度；同时清除了包壁挂渣，使包口无结渣；该发明的熔渣剂还兼具有覆盖剂的绝热保温作用，并能吸附钢水中硫、氧等夹杂，净化钢水，为钢水精炼炉提供了一种品质全面而优良的熔渣剂新产品。但该熔渣剂不符合生产高钼超高锰钢。

技术实现思路

1、为了解决背景技术的问题，本发明提供一种高性能造渣材料、制备方法及其在制备高钼超高锰钢中的应用。

2、为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种高性能造渣材料，以质量份为单位，包括以下原料：氧化钙粉60-70份、氟化钙粉15-20份、氧化铝粉30-40份、氧化硅粉15-25份、硅酸钙粉20-30份、碳酸钙粉10-20份、铝酸钡粉3-5份、坡缕石粉10-15份、蒙脱石粉7-10份、水玻璃4-6份。

4、本发明高性能造渣材料组方原理及特点：

5、炉渣的主要作用包括避免钢水二次氧化和已经氧化的部分金属氧化物还原成金属。当还原性合成渣与未脱氧或者脱氧不完全的钢水相接触时，通过在钢水中乳化，使钢渣界面急剧增大，在钢中的溶解氧扩散进入渣中，从而使钢水脱氧避免二次氧化。cao的主要作用是提高渣的碱度从而加快与钢中硫的结合进而脱除硫；caf2的主要作用是降级精炼渣的熔化温度，提高其流动性，为脱硫反应的进行创造良好的动力学条件。铝酸钡与硅酸钙可以脱硫，另外由于al2o3具有很强的容纳能力，可配入大量的石灰、发泡剂等从而形成具有很强脱硫能力的精炼渣。cao和al2o3形成的渣系具有碱度高，氧势低，脱硫能力强等特点，配以sio2后的熔渣有很强的脱硫能力，但在生产高钼超高锰钢时，要求硅含量得到控制，为避免回硅严重，控制渣中w(sio2)。由于超高锰钢含锰量高，锰易氧化烧损，高性能造渣材料的组分选择相当重要。碳酸钙粉受热分解产生的cao属于碱性氧化物，能提高造渣材料的碱度，增强造渣材料的脱硫、脱磷等能力。坡缕石具有很强的吸附能力和比较的比表面积，是隔热材料，也是低熔点的材料，很好的流变性和催化性能，是一种很好的吸附材料，有利于吸附铁水中的氧等不纯物。水玻璃具有较好的粘性，在本发明中作为粘合剂使用。高性能造渣材料熔融后，在cao、caf2、al2o3、sio2的协同作用下，可显著降低超高锰钢的硫含量，提高产品力学性能。

6、优选地，高性能造渣材料，以质量份为单位，包括以下原料：氧化钙粉65份、氟化钙粉18份、氧化铝粉34份、氧化硅粉20份、硅酸钙粉26份、碳酸钙粉16份、铝酸钡粉4份、坡缕石粉13份、蒙脱石粉9份、水玻璃5份。

7、优选地，所述氧化钙粉的质量指标为：cao：≥95.2％；s：≤0.02％。

8、优选地，所述氟化钙粉的质量指标为：caf2：≥80.23％，粒度为1000-1200目。

9、优选地，所述氧化铝粉的粒度为1000-1100目。

10、优选地，所述氧化硅粉的粒度为900-1000目。

11、优选地，所述硅酸钙粉的粒度为1100-1200目。

12、优选地，所述碳酸钙粉的粒度为1000-1200目。

13、优选地，所述铝酸钡粉的粒度为900-1000目。

14、优选地，所述坡缕石粉的质量指标为：sio2：62.78-65.63％，粒度为1000-1200目。

15、优选地，所述蒙脱石粉的质量指标为：sio2：70.12-76.03％，粒度为1100-1200目。

16、本发明还提供一种高性能造渣材料的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)将氧化钙粉、氟化钙粉、氧化铝粉、氧化硅粉、硅酸钙粉、碳酸钙粉、铝酸钡粉、坡缕石粉、蒙脱石粉、水玻璃按质量份数称重，放在搅拌机中，加入80-100份水，在温度为40-50℃、微波功率为100-200w、转速为150-250r/min下搅拌混制均匀，制得混合物料；

18、(2)将步骤(1)制得的混合物料放到回转窑中进行煅烧，冷却后制得煅烧物料；

19、(3)将步骤(2)制得的煅烧物料进行破碎与筛分，制得粒径为0.5-1.5mm的高性能造渣材料。

20、本发明还提供一种高性能造渣材料在制备高钼超高锰钢中的应用。

21、本发明具有以下有益效果：

22、(1)本发明配制合适的造渣材料，在超高锰钢熔炼过程中，可有效保护钢水液面和还原由于超高锰带来的过度氧化造成的氧化渣。

23、(2)本发明的造渣材料硅含量控制适当，在熔炼超高锰钢时可有效避免回硅严重的问题。

24、(3)本发明的高性能造渣材料熔融后，在cao、caf2、al2o3、sio2的协同作用下，可显著降低超高锰钢的硫含量，提高产品力学性能。

25、(4)本发明的造渣材料渣系熔点在1350℃以下，黏度大于0.55pa·s，体积密度在1.65g/cm3以下，熔速都在30s之内。造渣材料在钢水表面辅展性好，能真接与残渣发生反应降低残渣熔点和粘度，可改善渣流动性，减少扒渣环节，清除了包壁挂渣，本发明的造渣材料的熔点低，体积密度小，利于浮于钢水表面，同时熔速快，说明造渣材料性能高。

26、(5)采用本发明的造渣材料应用制得的高钼超高锰钢的硫含量仅为0.030％，冲击韧性αk达到125.7j，延伸率δ达到26.3％，可满足生产大型高锰钢配件如大型磨辊、大型锤式破碎机锤头和壁板等其它厚壁高锰钢铸件等要求。

技术特征：

1.一种高性能造渣材料，其特征在于，以质量份为单位，包括以下原料：氧化钙粉60-70份、氟化钙粉15-20份、氧化铝粉30-40份、氧化硅粉15-25份、硅酸钙粉20-30份、碳酸钙粉10-20份、铝酸钡粉3-5份、坡缕石粉10-15份、蒙脱石粉7-10份、水玻璃4-6份。

2.根据权利要求1所述的高性能造渣材料，其特征在于，以质量份为单位，包括以下原料：氧化钙粉65份、氟化钙粉18份、氧化铝粉34份、氧化硅粉20份、硅酸钙粉26份、碳酸钙粉16份、铝酸钡粉4份、坡缕石粉13份、蒙脱石粉9份、水玻璃5份。

3.根据权利要求1或2所述的高性能造渣材料，其特征在于，所述氧化钙粉的质量指标为：cao：≥95.2％；s：≤0.02％。

4.根据权利要求1或2所述的高性能造渣材料，其特征在于，所述氟化钙粉的质量指标为：caf2：≥80.23％，粒度为1000-1200目。

5.根据权利要求1或2所述的高性能造渣材料，其特征在于，所述氧化铝粉的粒度为1000-1100目。

6.根据权利要求1或2所述的高性能造渣材料，其特征在于，所述氧化硅粉的粒度为900-1000目。

7.根据权利要求1或2所述的高性能造渣材料，其特征在于，所述坡缕石粉的质量指标为：sio2：62.78-65.63％，粒度为1000-1200目。

8.根据权利要求1或2所述的高性能造渣材料，其特征在于，所述蒙脱石粉的质量指标为：sio2：70.12-76.03％，粒度为1100-1200目。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高性能造渣材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种根据权利要求9所述方法制备的高性能造渣材料在制备高钼超高锰钢中的应用。

技术总结本发明公开了一种高性能造渣材料、制备方法及其在制备高钼超高锰钢中的应用，所述的高性能造渣材料，以质量份为单位，包括以下原料：氧化钙粉60‑70份、氟化钙粉15‑20份、氧化铝粉30‑40份、氧化硅粉15‑25份、硅酸钙粉20‑30份、碳酸钙粉10‑20份、铝酸钡粉3‑5份、坡缕石粉10‑15份、蒙脱石粉7‑10份、水玻璃4‑6份。采用本发明的造渣材料应用制得的高钼超高锰钢的硫含量仅为0.030％，冲击韧性αk达到125.7J，延伸率δ达到26.3％，可满足生产大型高锰钢配件如大型磨辊、大型锤式破碎机锤头和壁板等其它厚壁高锰钢铸件等要求。技术研发人员：李恒,李志飞受保护的技术使用者：嘉禾县飞恒合金铸造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5