[发明专利]一种高锰耐磨钢用复合发热剂

说明书

技术领域

本发明涉及耐候钢冶炼用一种冶金铺料产品，具体涉及一种高锰耐磨钢用复合发热剂。

背景技术

80年代初期，我国冶金行业耐候钢铸锭头部用防收缩产品为保温型防缩孔剂，该防缩孔剂只有保温作用，基本不发热，铸锭头部收缩严重，铸柸成材率低。进入90年代，冶金铺料厂家根据铝热反应原理，用金属铝（Al）、硝酸钠NaNO３）、铁粉（Fe２O３）、木屑、膨胀石墨（膨胀石墨）等材料设计研制出粉状发热型防缩孔剂，简称发热剂，该种产品中复配有受热膨胀的膨胀石墨材料，使用过程既发热又保温，具有双重作用，该产品较防缩孔剂产品防止铸锭头部收缩效果有明显改善，但该种发热剂在投入铸锭帽口后接触到钢液立即膨胀，使发热剂总体膨胀2.5倍以上，发热剂先膨胀然后才点火燃烧发热，体积膨胀后的发热剂燃烧速度明显减弱，根据化学反应平衡原理，膨胀2.5倍，反应物的浓度即稀释2.5倍，反应速度减弱2.5倍，燃烧不集中，发热温度难能提高到铸锭熔化点温度1550°C以上，不能完全实现帽口铸锭的二次熔化补缩作用，该种发热剂没有充分发挥出理想作用。

发明内容

为了解决粉状发热剂体积膨胀后明显减弱反应速度，发热温度低这一缺点，本发明生产研制一种高锰耐磨钢用复合发热剂，解决了粉状发热剂存在的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高锰耐磨钢用复合发热剂，其特征在于，是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：铝粉10—15%、镁粉4—7%、铝钒土9—11%、改性粉煤灰22-30%、三氧化二铁10—21%、二氧化硅10—12%、镁铝尖晶石10—13%、膨胀石墨6—10%，所述改性粉煤灰制备：是将灼烧之后的粉煤灰先后依次置于20-25%硫酸、16-24%氢氧化钠溶液中，搅拌20-22h，然后从酸碱浸液中滤出的粉煤灰，用去离子水冲洗至中性，并用PH试纸测试加以确定，最后过滤，干燥，然后按粉煤灰：钾长石粉：重晶石粉重量比1：0.3-0.5：0.5-0.8将三种物料送入流化床中1050-1100℃焙烧1-1.5小时，冷却后研磨成纳米粉末。

所述发热剂是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：铝粉10%、镁粉5%、铝钒土10%、改性粉煤灰27%、三氧化二铁17%、二氧化硅11%、镁铝尖晶石11%、膨胀石墨9%。

纳米改性粉煤灰可以极大改善发热剂的分散性与流动性，进而改善发热的均匀性，提高使用性能。

将直接参与铝热反应原材料金属铝、铝钒土等粉状材料用结合剂结合，用60吨双磐磨擦压力机压制成一定大小规格的球体，将每个球体分别装入编织袋内（只装一个），最后再复配装入规定量的膨胀石墨（约为球体重量的8%），然后扎口包装。球体重量大小是根据铸锭重量大小而确定，一般为1kg、1.5kg和2kg。

炼钢铸造过程中，钢液从铸锭模具底沿着铸锭模具缓缓升到模具顶部部帽口部位，然后停止浇钢，钢液在模具内迅速凝固收缩，由于帽口四周现凝固，凝固帽口中心钢液后，帽口部位铸锭头部形成“V”字形收缩，在没完全形成“V”字形前，向该帽口处投入一袋该球体复合发热剂产品，此时膨胀石墨在球体处迅速膨胀保温，球体接触钢液或凝固炽热的钢坯后，开始点火剧烈燃烧发热，实际燃烧温度达到1600°C以上，使帽口四周已凝固的钢坯后，开始点火剧烈燃烧发热，使帽口四周已凝固的铸坯重新熔化补充到“V”　形的下部，然后再膨胀的膨胀石墨保温下缓慢凝固，完全实现了帽口防缩孔目的。

本发明解决其技术问题所采用的生产工艺技术方案是：把各种直接参与铝而热反应的粉状原材料与有机结合剂按技术配比配入搅拌机内搅拌，然后输送到60吨双磐磨擦压力机内压制成一定规格的球体，将每个球体分别分别装入编织袋内（只装一个），最后再复配装入规定量的膨胀石墨（约为球体重量的8％），然后扎口包装入库。

本发明的有益效果是：球体复合发热剂解决了传统发热剂因配比膨胀石墨膨胀减弱铝热反应速度，发热温度不理想，缩孔深，成材率低问题。该球体复合发热剂反应迅速，温度可高达1600°C以上，完全实现了二次补缩作用，铸坯头部形成良好的“蝶形”收缩，铸坯成材率提高了5%以上。本发明采用粉煤灰改性，增加其分散性与表面积，进一步提升了发热与保温性能, 纳米矿石粉末同时还能起到净化钢水的效果。

 

复合发热剂产品理化指标

物理指标

   点火温度                ≥900°C

   燃烧温度                ≥1600°C。

具体实施方式

一种高锰耐磨钢用复合发热剂，是由下列重量百分比的原材料经过加工制成的：铝粉10%、镁粉5%、铝钒土10%、改性粉煤灰27%、三氧化二铁17%、二氧化硅11%、镁铝尖晶石11%、膨胀石墨9%，所述改性粉煤灰制备：是将灼烧之后的粉煤灰先后依次置于20-25%硫酸、16-24%氢氧化钠溶液中，搅拌20-22h，然后从酸碱浸液中滤出的粉煤灰，用去离子水冲洗至中性，并用PH试纸测试加以确定，最后过滤，干燥，然后按粉煤灰：钾长石粉：重晶石粉重量比1：0.3-0.5：0.5-0.8将三种物料送入流化床中1050-1100℃焙烧1-1.5小时，冷却后研磨成纳米粉末。本发明采用粉煤灰改性，增加其分散性与表面积，进一步提升了发热与保温性能, 纳米矿石粉末同时还能起到净化钢水的效果。测定1200℃下降温速率为18-20℃∕分钟。