TWI657878B - 高鋁鋼之鑄粉 - Google Patents
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Abstract
本發明有關於一種高鋁鋼之鑄粉。此高鋁鋼之鑄粉包含氧化鋁、氧化鈣及氧化硼,且不包含二氧化矽。此鑄粉與鋼液具有較低之反應性,且於連鑄製程中,可使凝殼順利脫離鑄模,而提升鑄胚品質。
Description
本發明係有關一種鑄粉,特別是提供一種用於連續鑄造高鋁鋼之鑄粉。
為了滿足先進科技之要求,具有高延展性與高降伏強度之高強度鋼種係日益重要。為了滿足前述之規格要求,此些高強度鋼種一般包含鋁與錳等成份,且煉鋼技術中之連鑄製程係用以有效地產出此些高強度鋼種。當進行連鑄製程時,隨著溫度之降低,鋼液外表面係逐漸冷卻為凝殼,且軋輥係施力於凝殼表面,以使連鑄製程所製得之鑄胚滿足規格要求。其中,凝殼係藉由下拉應力,以由鑄模脫出。
然而,由於前述高強度鋼種包含鋁,故在連鑄過程中,鋼液中之鋁元素會與鑄粉中的二氧化矽進行置換反應,而增加鑄粉的黏度,進而降低銅模與凝殼間隙之潤滑效果,並提昇凝殼脫模所需之應力,因此易使凝殼破漏,或造成裂紋等表面缺陷,進而降低所製得鑄胚之品質。
為了避免前述凝殼於脫模步驟之缺陷,一般係添加含有二氧化矽等氧化物之鑄粉,以使熔融之鑄粉滲入凝
殼與鑄模之間,而可達到潤滑之效果,進而使凝殼可順利地由鑄模脫出。
惟,當高強度鋼種中之鋁含量逐漸升高時,鋼液中之鋁會與二氧化矽產生氧化還原反應,而改變鋼液組成與鑄粉組成,進而降低鋼液之穩定度,且所製得之鑄胚亦難以滿足規格需求,因此降低其品質。
有鑑於此,亟須提供一種高鋁鋼之鑄粉,以改進習知高鋁鋼之鑄粉的缺陷。
因此,本發明之一態樣是在提供一種高鋁鋼之鑄粉,其特定組成可有效潤滑凝殼與鑄模,而使凝殼於連鑄製程時可順利脫離鑄模。
根據本發明之一態樣,提出一種高鋁鋼之鑄粉。此鑄粉包含氧化鋁、氧化鈣及氧化硼。其中,基於此鑄粉為100重量份,氧化鋁之含量為35重量份至45重量份,氧化鈣之含量為40重量份至50重量份,且氧化硼之含量為10重量份至20重量份。此鑄粉不包含二氧化矽。
依據本發明之一實施例,前述氧化鋁之含量為37.5重量份至43重量份,氧化鈣之含量為40.5重量份至44重量份,且氧化硼之含量為14.5重量份至19重量份。
依據本發明之另一實施例,前述高鋁鋼之鋁含量不小於1.1重量百分比。
依據本發明之又一實施例,此鑄粉可選擇性地包含添加物。此添加物可包含氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀、二氧化錳及/或氧化鋰。
依據本發明之再一實施例,前述添加物之含量大於0重量份且小於或等於7.5重量份。
應用本發明高鋁鋼之鑄粉,其不添加二氧化矽,故可避免與鋼液中之鋁產生氧化還原反應,而可避免鋼液組成及/或鑄粉組成產生激烈變化,以維持鋼液之穩定性,並使所製得之鑄胚滿足規格要求。其次,本發明之鑄粉於熔融後可有效潤滑凝殼與鑄模,故凝殼於脫模時可避免表面形成裂紋或破漏等缺陷。
為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解,現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是,各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下:〔圖1A〕與〔圖1B〕分別係繪示根據本發明之應用例1的鋼液成份與鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
〔圖2A〕與〔圖2B〕分別係繪示根據本發明之應用例2的鋼液成份與鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
〔圖3A〕與〔圖3B〕分別係繪示根據本發明之應用例3的鋼液成份與鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
〔圖4A〕與〔圖4B〕分別係繪示根據本發明之比較應用例1的鋼液成份與鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
〔圖5A〕與〔圖5B〕分別係繪示根據本發明之比較應用例2的鋼液成份與鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
〔圖6A〕與〔圖6B〕分別係繪示根據本發明之比較應用例3的鋼液成份與鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
本發明之鑄粉可應用於連鑄製程中,以製得高鋁鋼鑄胚。在一實施例中,高鋁鋼鑄胚之鋁含量不小於1.1重量百分比。本發明之鑄粉包含氧化鋁、氧化鈣及氧化硼,但不包含二氧化矽。基於鑄粉為100重量份,氧化鋁之含量為35重量份至45重量份,氧化鈣之含量為40重量份至50重量份,且氧化硼之含量為10重量份至20重量份。
當本發明之鑄粉包含二氧化矽,且鑄粉加至鋼液時,熔融之鑄粉會與鋼液產生激烈的氧化還原反應(其反應式如下式(I)所示),而改變鋼液與鑄粉之成份,進而改變其特性,因此降低所製得鑄胚之品質。
其次,若鑄粉與鋼液產生激烈反應時,由於鑄粉成份已改變,故其對於凝殼與鑄模間之潤滑效果降低。據此,當凝殼由鑄模脫模時,由於鑄模間之潤滑減少,加以鋼液之高黏稠度,施加於凝殼之應力易使從鑄模脫出之凝殼破裂,且易於表面形成裂紋等缺陷,而降低鑄胚品質。此外,氧化還原所產出之大量氧化鋁亦容易降低鋼液清淨度,而更加劣化所製得鑄胚之品質。
在一些實施例中,基於鑄粉為100重量份,氧化鋁之含量可為35重量份至45重量份,氧化鈣之含量為40重量份至45重量份,且氧化硼之含量為14重量份至20重量份。在此些實施例中,隨著(CaO)/(Al2O3)之質量比上升,鑄粉熔點與1300℃黏度(即鑄粉於1300℃時之黏度)隨之下降,故所製得之鑄粉具有較佳之潤滑性質,而可降低表面缺陷。在固定氧化鈣含量的情況下,若前述氧化鋁之含量大於45重量份時,(CaO)/(Al2O3)之質量比下降,鑄粉之熔點及黏度將提高,因而降低其潤滑性質。若氧化鋁之含量小於35重量份時,(CaO)/(Al2O3)之質量比雖可上升,但將脫離其理想範圍(例如:0.89至1.29),而使得過量之氧化鈣與其他鑄粉成份反應生成新的結晶相,進而提高鑄粉之熔點與黏度。
其次,在固定氧化鋁含量的情況下,當氧化鈣之含量為40重量份至45重量份時,(CaO/Al2O3)之質量比可落於前述之理想範圍中,而使所製得之鑄粉具有較低之黏度,進而具有較佳之潤滑性質。若氧化鈣之含量大於50重
量份時,過多之氧化鈣易與鑄粉之其他成份反應生成新的結晶相,而提高鑄粉之黏度,進而降低其潤滑性質。若氧化鈣之含量小於40重量份時,(CaO)/(Al2O3)之質量比下降,鑄粉之熔點與黏度將提高,而降低其潤滑性質,故不利於凝殼之脫模。
當氧化硼之使用量為14重量份至20重量份時,(B2O3)/(Al2O3)之質量比可落於理想範圍(例如:0.31至0.57)中,而有效降低鑄粉之1300℃黏度與熔點,進而可提升鑄粉之潤滑效果。若氧化硼之含量小於10重量份時,鑄粉熔點之降低效果有限,故難以達到有效的潤滑性質。若氧化硼之含量大於20重量份時,亦將脫離其理想範圍,導致過量氧化硼與其他鑄粉成份反應生成新的結晶相,因而降低鑄粉之熔點與黏度。
在一些實施例中,基於鑄粉為100重量份,氧化鋁之含量為37.5重量份至43重量份,氧化鈣之含量為40.5重量份至44重量份,且氧化硼之含量為14.5重量份至19重量份。
除了前述鑄粉所包含之氧化鋁、氧化鈣與氧化硼之外,根據所欲製得之鋼胚的組成成份,本發明之鑄粉可選擇性地包含添加物,且此添加物可包含但不限於氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀、二氧化錳、氧化鋰、其他適當之添加物,或上述材料之任意組合。基於鑄粉為100重量份,氧化鋁、氧化鈣與氧化硼以外之鑄粉主體成份添加物之含量係大於
0重量份且小於或等於7.5重量份,額外添加之助熔劑則不在此限內。
當鑄粉包含前述之添加物時,此些氧化物熔融後可對鋼液供給各自所包含之元素,而可調整鋼液之組成成份,進而滿足所欲製得鑄胚之規格要求。
其次,本發明之鑄粉可選擇性地包含可熔融釋出氟離子之含氟材料,以於熔融時,藉由氟離子於鑄模內壁形成細緻的複合相結晶,而可抑制鋼液往鑄模之熱輻射,進而可有效地控制鋼液溫度。在一實施例中,可熔融釋出氟離子之含氟材料可包含但不限於CaF2、Na3AlF6、NaF、其他適當之含氟材料,或上述材料之任意混合。
再者,本發明之鑄粉可選擇性地包含碳材料,以於鋼液表面形成隔絕層,而可隔絕氧氣,並降低鋼液之熱傳導,進而可避免鋼液之進一步氧化,且可有效控制鋼液溫度。在一些實施例中,碳材料可包含但不限於石墨、焦炭、碳黑、無煙煤、其他適當之碳材料,或上述材料之任意混合。
在一應用例中,當本發明所載高鋁鋼之鑄粉熔融後,熔融之鑄粉液體可於凝殼和鑄模間形成潤滑,而使凝殼可順利地從鑄模中脫出,且所施加之脫模應力不會導致凝殼破裂,進而可避免所製得之鑄胚表面具有裂紋等表面缺陷。其次,本發明之鑄粉不易與高溫鋼液產生氧化還原反應,故鋼液組成與鑄粉組成不產生大幅度變化,而可確保連鑄製程中鋼液與鑄粉之穩定性。其中,由於鋼液與鑄粉具有
良好之穩定性,故鋼液之清淨度不易降低,而可確保所製得鑄胚之品質要求。
以下利用實施例以說明本發明之應用,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。
以下係根據第1表製備實驗例1至實驗例2與對照例1至對照例5之高鋁鋼的鑄粉,並根據第2表製備實施例1至實施例3與比較例1至比較例3之高鋁鋼的鑄粉。
實驗例1之鑄粉係混合43.38之氧化鋁、42.34重量份之氧化鈣與14.28重量份之氧化硼。待混合均勻後,即可製得實驗例1之鑄粉。所製得之鑄粉藉由所屬技術領域之慣用量測方法檢測鑄粉於1300℃之黏度與其熔點。所測得之結果如第1表所示,在此不另贅述。
實驗例2與對照例1至對照例5分別係使用與實驗例1之鑄粉的製作方法相同之製備方法,不同處在於實驗例2與對照例1至對照例5分別係使用不同含量之氧化物混合製得鑄粉,其組成如第1表所示,且所製得之鑄粉於1300℃之黏度與其熔點的量測結果如第1表所示,在此不另贅述。
實施例1之鑄粉係混合36重量份至39重量份(即37.5±1.5重量份)之氧化鋁、42重量份至45重量份(即43.5±1.5重量份)之氧化鈣與17.5重量份至20.5重量份(即19.0±1.5重量份)之氧化硼。待混合均勻後,即可製得實施例1之鑄粉。
實施例2與實施例3分別係使用與實施例1之鑄粉的製作方法相同之製備方法,不同處在於實施例2與實施例3分別係使用不同種類與含量之氧化物混合製得鑄粉,其組成如第2表所示,在此不另贅述。
比較例1至比較例3之鑄粉分別為市售之鑄粉產品,且其型號分別為STOLLBERG Accutherm
ST-SP/234-AL4D(比較例1)、STOLLBERG Accutherm ST-SP/235-WB1B(比較例2),以及L-538R3(比較例3;日鐵建材工業株式會社製造之商品)。其中,比較例1至比較例3之鑄粉產品的組成分別如第2表所示,在此不另贅述。
根據第1表之數據可知,當氧化鈣與氧化鋁之質量比介於0.9~1.2時,所製得之鑄粉於1300℃之黏度和熔點係隨相對較低,而可具有較佳之潤滑性質,進而可降低鑄胚之表面缺陷,並提升鑄胚之表面品質。
應用例1之熔融反應實驗係於一大氣壓之氬氣氣氛,將前述實施例1之鑄粉加至1600℃之高鋁鋼液(其組成如第3表所示)中。然後,每間隔2分鐘至10分鐘之評價時間,以石英管抽取鋼液與鑄粉,並淬火分析個別之成份,進而可繪製鋼液成份或鑄粉成份隨時間之變化趨勢,分別如圖1A與圖1B所示。圖1A係繪示根據本發明之應用例1的鋼液成份隨時間之變化趨勢圖,且圖1B係繪示根據本發明之應用例1的鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
應用例2至應用例3與比較應用例1至比較應用例3分別係使用與應用例1之評價方法相同之實驗方法,不同之處在於應用例2至應用例3與比較應用例1至比較應用例3分別係使用前述實施例2至實施例3與比較例1至比較例3之鑄粉進行實驗。其分析所得之鋼液成份或鑄粉成份隨時間之變化趨勢分別如圖2A與圖2B、圖3A與圖3B、圖4A與圖4B、圖5A與圖5B,以及圖6A與圖6B所示。其中,圖2A與
圖2B、圖3A與圖3B、圖4A與圖4B、圖5A與圖5B和圖6A與圖6B分別係繪示根據本發明之應用例2至應用例3與比較應用例1至比較應用例3的鋼液成份與鑄粉成份隨時間之變化趨勢圖。
請參照圖1A與圖1B。相較於反應前(即時間為0時)之鋼液組成,當進行反應25分鐘後,應用例1之鋼液中的錳含量下降約0.09重量百分比,矽含量下降約0.03重量百分比,鋁含量下降約0.24重量百分比,且硼含量增加約0.09重量百分比;相較於反應前之鑄粉組成,當進行反應30分鐘後,鑄粉中之氧化鋁含量增加約4.1重量百分比,氧化鈣含量下降約3.7重量百分比,且氧化硼含量下降約0.4重量百分比。
其次,請參照圖2A與圖2B。當進行反應26分鐘後,應用例2之鋼液中的錳含量下降約0.02重量百分比,矽含量維持不變,鋁含量下降約0.4重量百分比,且硼含量增加約0.3重量百分比;鑄粉中之氧化鋁含量增加約0.7重量百分比,氧化鈣含量下降約0.7重量百分比,且氧化硼含量維持不變。
請參照圖3A與圖3B。當進行反應30分鐘後,應用例3之鋼液中的錳含量下降約0.6重量百分比,矽含量增加約0.5重量百分比,鋁含量下降約0.84重量百分比,且硼含量增加約0.31重量百分比;鑄粉中之氧化鋁含量增加
約8.4重量百分比,氧化鈣含量下降約6.5重量百分比,且氧化硼含量下降約1.9重量百分比。
然而,參照圖4A與圖4B。當進行反應28分鐘後,比較應用例1之鋼液中的錳含量下降約0.2重量百分比,矽含量增加約5重量百分比,且鋁含量下降約3.5重量百分比;鑄粉中之氧化鋁含量增加約45重量百分比,且二氧化矽含量下降約40重量百分比。
參照圖5A與圖5B。當進行反應30分鐘後,比較應用例2之鋼液中的錳含量下降約0.2重量百分比,矽含量增加約4.5重量百分比,且鋁含量下降約3.5重量百分比;鑄粉中之氧化鋁含量增加約43重量百分比,且二氧化矽含量下降約40重量百分比。
參照圖6A與圖6B。當進行反應27分鐘後,比較應用例3之鋼液中的錳含量下降約0.2重量百分比,矽含量增加約4.1重量百分比,且鋁含量下降約3.7重量百分比;鑄粉中之氧化鋁含量增加約43重量百分比,且二氧化矽含量下降約40重量百分比。
依據前述之實驗結果可知,相較於比較例1至比較例3之鑄粉,本發明之鑄粉不包含二氧化矽,故不易與鋼液形成氧化還原反應,而可避免鋼液組成與鑄粉組成產生變化,進而可穩定鋼液品質,以製得滿足需求之鑄胚。
其次,本發明之鑄粉可有效潤滑凝殼與鑄模,而可避免凝殼於脫模時破漏,並避免凝殼表面形成裂紋。據
此,本發明之鑄粉可應用於高鋁鋼之連鑄製程,以滿足日益增高之連鑄產能,以及更快之連鑄速度。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (5)
- 一種高鋁鋼之鑄粉,包含:氧化鋁;氧化鈣;以及氧化硼,其中基於該鑄粉為100重量份,該氧化鋁之含量為35重量份至45重量份,該氧化鈣之含量為40重量份至50重量份,且該氧化硼之含量為10重量份至20重量份,且其中該鑄粉不包含二氧化矽。
- 如申請專利範圍第1項所述之高鋁鋼之鑄粉,其中該氧化鋁之含量為37.5重量份至43重量份,該氧化鈣之含量為40.5重量份至44重量份,且該氧化硼之含量為14.5重量份至19重量份。
- 如申請專利範圍第1項所述之高鋁鋼之鑄粉,其中該高鋁鋼之鋁含量不小於1.1重量百分比。
- 如申請專利範圍第1項所述之高鋁鋼之鑄粉,更包含:一添加物,包含氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀、二氧化錳及/或氧化鋰。
- 如申請專利範圍第4項所述之高鋁鋼之鑄粉,其中該添加物之含量大於0重量份且小於或等於7.5重量份。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01127168A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-19 | Ngk Insulators Ltd | 金属溶湯用濾材の製造方法 |
JP2002205153A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-23 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | B含有鋼のための連続鋳造用パウダーおよびb含有鋼の製造方法 |
WO2015162928A1 (ja) * | 2014-04-23 | 2015-10-29 | 新日鐵住金株式会社 | ばね鋼及びその製造方法 |
CN105018766A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-04 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种高镁含量铸造铝镁合金的熔炼浇注工艺方法 |
-
2018
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01127168A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-19 | Ngk Insulators Ltd | 金属溶湯用濾材の製造方法 |
JP2002205153A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-23 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | B含有鋼のための連続鋳造用パウダーおよびb含有鋼の製造方法 |
WO2015162928A1 (ja) * | 2014-04-23 | 2015-10-29 | 新日鐵住金株式会社 | ばね鋼及びその製造方法 |
CN105018766A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-04 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种高镁含量铸造铝镁合金的熔炼浇注工艺方法 |
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