本發(fā)明涉及保護(hù)渣制備，具體地說(shuō)，涉及一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、高氮節(jié)鎳不銹鋼是一種具有獨(dú)特成分和優(yōu)異性能的新型不銹鋼材料，它在不銹鋼領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，尤其在追求高強(qiáng)度、高耐蝕性和成本效益并重的場(chǎng)合中表現(xiàn)出色，這種材料通過(guò)在不銹鋼中添加較高比例的氮元素，并適當(dāng)減少鎳的含量，實(shí)現(xiàn)了材料性能的顯著優(yōu)化，同時(shí)也為資源的合理利用和成本的降低開(kāi)辟了新途徑，從石油化工、海洋工程到食品加工、醫(yī)療設(shè)備，高氮節(jié)鎳不銹鋼正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)著不銹鋼材料應(yīng)用的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。

2、然而現(xiàn)有的保護(hù)渣中脫氧劑，由于快速脫氧導(dǎo)致脫氧不均勻，使得部分區(qū)域的氧含量較高，而其他區(qū)域則可能過(guò)度脫氧，同時(shí)快速脫氧過(guò)程中，脫氧劑與不銹鋼熔體中的氧迅速反應(yīng)，生成大量的夾雜物，嚴(yán)重影響不銹鋼的純凈度和組織均勻性，從而降低其性能，鑒于此，我們提出一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣及其制備工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣及其制備工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣，包括以下組分：脫氧劑1-5重量份、氧化鈣35-45重量份、二氧化硅14-24重量份、氧化鋁6-14重量份、氟化鈣7-11重量份、氧化鎂2-4重量份、氧化鋰2-6重量份、一氧化鐵3-5重量份、二氧化鈦1-3重量份、納米氧化鋯2-6重量份和十六烷基三甲基溴化銨2-10重量份；

3、其中，脫氧劑由四氯化鍺和n,n'-二苯基胍按質(zhì)量比為1：1.5～2制備而成。

4、作為優(yōu)選，所述脫氧劑的制備方法如下：

5、將四氯化鍺溶解在乙醇溶劑中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，將溶液加熱?5-78℃，并滴加稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph值，然后分3次加入n,n'-二苯基胍，并持續(xù)攪拌4-6h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，過(guò)濾分離出固體產(chǎn)物，使用乙醇溶劑洗滌固體產(chǎn)物，去除未反應(yīng)的原料和其他雜質(zhì)，將產(chǎn)物在真空干燥箱中干燥至恒重，得到脫氧劑。

6、鍺元素能夠吸收鋼液中的氧氣，產(chǎn)生脫氧劑的作用，進(jìn)而提高連鑄速度和鑄坯表面質(zhì)量，n,n'-二苯基胍能夠在高溫下分解產(chǎn)生二氧化碳等氣體，氣體的產(chǎn)生有助于提高保護(hù)渣的流動(dòng)性和渣系的均勻混合，n,n'-二苯基胍與鍺配位后，能夠通過(guò)靜電排斥或空間位阻效應(yīng)來(lái)增加配合物之間的距離，從而提高其在保護(hù)渣中的分散性，并且配合物在高溫下由于配位鍵斷裂逐漸產(chǎn)生鍺元素，此時(shí)配合物可以控制其在高溫下的分解速率，使得鍺元素可以以一個(gè)較為穩(wěn)定的速度釋放出來(lái)，而不是一次性全部釋放，避免了快速釋放脫氧劑時(shí)，導(dǎo)致大量氧化物在短時(shí)間內(nèi)聚集，不易于上浮排出，反而污染鋼液現(xiàn)象的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)控制脫氧劑的活性，緩慢調(diào)節(jié)保護(hù)渣脫氧的效果，有助于保持鋼液成分的一致性。

7、作為優(yōu)選，所述四氯化鍺溶液的質(zhì)量濃度為20-40g/l。

8、作為優(yōu)選，所述稀鹽酸溶液的摩爾濃度為0.1-0.5m，溶液ph調(diào)節(jié)至3-5。

9、另一方面，本發(fā)明提供了一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣的制備工藝，用于上述中任意一項(xiàng)所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣，包括如下步驟：

10、將納米氧化鋯加入到十六烷基三甲基溴化銨溶液中，超聲混合均勻后，過(guò)濾分離后用乙醇洗滌，再進(jìn)行真空干燥，得到表面活性劑修飾的納米氧化鋯，先對(duì)原材料進(jìn)行初步研磨，將脫氧劑、氧化鈣、二氧化硅、氧化鋁、氟化鈣、氧化鎂、氧化鋰、一氧化鐵、二氧化鈦和表面活性劑修飾的納米氧化鋯置于混合器中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅尤胨⒗^續(xù)攪拌，直到形成具有一定流動(dòng)性的均勻漿料，將混合好的原材料置于烘箱中蒸發(fā)水分，設(shè)置干燥溫度100-110℃，將干燥后的保護(hù)渣進(jìn)行破碎和研磨過(guò)篩，得到保護(hù)渣。

11、作為優(yōu)選，所述初步研磨的原料粒徑范圍是0.01-0.1mm。

12、作為優(yōu)選，所述十六烷基三甲基溴化銨溶液的摩爾濃度為1-10m。

13、作為優(yōu)選，所述脫氧劑與表面活性劑修飾的納米氧化鋯的質(zhì)量比為1：1～1.5。

14、十六烷基三甲基溴化銨作為一種表面活性劑，能夠改變納米材料的表面性質(zhì)，提升其吸附能力和催化性能，添加表面活性劑修飾的納米氧化鋯到保護(hù)渣中，提高表面活性劑修飾的納米氧化鋯對(duì)脫氧劑和一氧化鐵吸附性能，進(jìn)而提高脫氧劑和一氧化鐵的穩(wěn)定性，在高溫環(huán)境下更好的發(fā)揮其脫氧效果。

15、作為優(yōu)選，所述保護(hù)渣水分含量低于2%。

16、作為優(yōu)選，所述保護(hù)渣的粒度為0.05-0.3mm。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

18、該一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣及其制備工藝中，采用四氯化鍺與n,n'-二苯基胍的配合物作為脫氧劑，不僅可以吸收鋼液中的氧氣，防止鋼液氧化，還能利用n,n'-二苯基胍高溫下分解產(chǎn)生氣體，提高保護(hù)渣的流動(dòng)性和渣系的均勻混合，同時(shí)可以控制脫氧劑穩(wěn)定的脫氧效率，避免由于快速釋放脫氧劑，導(dǎo)致大量氧化物在短時(shí)間內(nèi)聚集，不易于上浮排出，反而污染鋼液現(xiàn)象的產(chǎn)生，有助于保持鋼液成分的一致性，進(jìn)而提高鑄坯表面質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣，其特征在于，包括以下組分：脫氧劑1-5重量份、氧化鈣35-45重量份、二氧化硅14-24重量份、氧化鋁6-14重量份、氟化鈣7-11重量份、氧化鎂2-4重量份、氧化鋰2-6重量份、一氧化鐵3-5重量份、二氧化鈦1-3重量份、納米氧化鋯2-6重量份和十六烷基三甲基溴化銨2-10重量份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣，其特征在于：所述脫氧劑的制備方法如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣，其特征在于：所述四氯化鍺溶液的質(zhì)量濃度為20-40g/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣，其特征在于：所述稀鹽酸溶液的摩爾濃度為0.1-0.5m，溶液ph調(diào)節(jié)至3-5。

5.一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣的制備工藝，用于制備權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣，其特征在于：包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣的制備工藝，其特征在于：所述初步研磨的原料粒徑范圍是0.01-0.1mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣的制備工藝，其特征在于：所述十六烷基三甲基溴化銨溶液的摩爾濃度為1-10m。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣的制備工藝，其特征在于：所述脫氧劑與表面活性劑修飾的納米氧化鋯的質(zhì)量比為1：1～1.5。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣的制備工藝，其特征在于：所述保護(hù)渣水分含量低于2%。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣的制備工藝，其特征在于：所述保護(hù)渣的粒度為0.05-0.3mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及保護(hù)渣制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高氮節(jié)鎳不銹鋼保護(hù)渣及其制備工藝，其包括以下組分：脫氧劑1?5重量份、氧化鈣35?45重量份、二氧化硅14?24重量份、氧化鋁6?14重量份、氟化鈣7?11重量份、氧化鎂2?4重量份、氧化鋰2?6重量份、一氧化鐵3?5重量份、二氧化鈦1?3重量份、納米氧化鋯2?6重量份和十六烷基三甲基溴化銨2?10重量份；其中，脫氧劑由四氯化鍺和N,N'?二苯基胍按質(zhì)量比為1：1.5～2制備而成，采用四氯化鍺與N,N'?二苯基胍的配合物得到的脫氧劑，能夠吸收鋼液中的氧氣，促進(jìn)保護(hù)渣的分散性，同時(shí)控制脫氧效果，避免由于快速釋放脫氧劑，導(dǎo)致大量氧化物在短時(shí)間內(nèi)聚集，不易于上浮排出，反而污染鋼液現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)而提高鑄坯表面質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：彭鍇,翟勝輝,翟榮燦,楊恒,姜騰超,趙東輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：洛陽(yáng)科豐冶金新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9