一種大斷面圓坯鋼坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種大斷面圓坯鋼坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法，所述保護(hù)渣的重量百分組成如下：ＳｉＯ↓［２］　２７～３３％、ＣａＯ　２４～３０％、ＭｇＯ　１～３％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］不大于２％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］　５～１０％、Ｎａ↓［２］Ｏ　４～９％、Ｆ　１～４％、ＭｎＯ　０．５～２．５％、Ｃ↓［固］１５～２０％。所述連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的組成是根據(jù)ＣａＯ－ＳｉＯ↓［２］－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］三元系中的偽硅石灰區(qū)域選擇各成分組成，在構(gòu)成保護(hù)渣的組分中ＣａＯ作為主要的堿性材料，ＳｉＯ↓［２］作為主要的酸性材料，Ｎａ↓［２］Ｏ、ＣａＦ↓［２］、Ｌｉ↓［２］Ｏ作為主要的助熔劑，碳質(zhì)組分作為骨架材料以及熔速控制劑。通過(guò)基料和熔劑的有機(jī)組合，調(diào)整保護(hù)渣的化學(xué)成分，以調(diào)節(jié)保護(hù)渣的熔化溫度、粘度、結(jié)晶性能、吸收夾雜能力、傳熱能力等理化指標(biāo)，滿足在特殊斷面狀態(tài)下能保持正常的渣耗量和液渣層厚度及合理傳熱量的需要，從而保證了結(jié)晶器出口端的坯殼厚度，實(shí)現(xiàn)無(wú)粘結(jié)連鑄生產(chǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于煉鋼輔料
，特別涉及一種大斷面圓坯鋼坯連鑄結(jié)晶 器保護(hù)渣及其制備方法。
技術(shù)介紹
連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣是連鑄生產(chǎn)中的重要材料，是生產(chǎn)無(wú)缺陷鑄坯的必要 手段。連鑄保護(hù)渣在結(jié)晶器中有五大功能隔絕空氣，防止鋼水二次氧化； 絕熱保溫，防止鋼水表面局部冷凝；凈化鋼水界面，吸收鋼中上浮夾雜物； 潤(rùn)滑鑄坯表面，減少拉坯阻力；改善鑄坯和結(jié)晶器間的凝固傳熱。連鑄保護(hù) 渣的性能直接影響到鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量乃至鋼材的成材率。高拉速(大板坯拉速在1.2m/min以上)連鑄技術(shù)是保證煉鋼一軋鋼連 續(xù)作業(yè)線能夠維持平衡、物流量平衡的必要條件。但是隨著澆注速度的增加, 連鑄面臨著漏鋼和鑄坯質(zhì)量惡化等問(wèn)題。造成漏鋼的原因主要有①高拉速 下連鑄保護(hù)渣相對(duì)消耗量減少，使?jié)櫥さ暮穸群途鶆蛐缘貌坏奖ＷC，造 成結(jié)晶器內(nèi)粘結(jié)現(xiàn)象加強(qiáng)，磨擦阻力增大，造成初生凝固坯殼中的拉伸應(yīng)力 增加；②結(jié)晶器銅板溫度增高，凝殼減薄；③鑄坯出結(jié)晶器下口時(shí)，較薄的 坯殼容易鼓肚，鑄坯由面支撐突然轉(zhuǎn)變?yōu)榫€支撐。造成鑄坯質(zhì)量惡化的原因 有①由于拉坯速度較高，單位時(shí)間注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼液量大，而結(jié)晶器由 于容積小，對(duì)高速鋼流的緩沖作用小，使結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)加劇，容易巻入 熔渣及夾雜；彎月面波動(dòng)加劇，常引起鑄坯裂紋、凹坑、夾雜、氣孔等缺陷， 同時(shí)使結(jié)晶器鋼液面上熔渣層難以保持；②在澆注過(guò)程中板坯結(jié)晶器壁各處 溫度場(chǎng)分布不均勻(尤其是水口附近)，在流股的強(qiáng)烈沖刷下，使凝固坯殼 厚度不均勻，易造成鑄坯的裂紋。而高拉速連鑄生產(chǎn)寬板坯鋼板，由于板坯連鑄的寬厚比較大，噸鋼鋼液 與結(jié)晶器壁的接觸面積大，鋼液散熱速度比其它類(lèi)型斷面的鑄坯要快，因此 鋼液凝固速度快，結(jié)晶器液面溫度低，造成保護(hù)渣的熔化條件不好，易造成3鑄坯表面和皮下夾渣及皺皮等缺陷；另外鑄坯在凝固過(guò)程中沿寬邊水平方向 有較大的拉伸應(yīng)力，此拉伸應(yīng)力也是造成板坯縱裂的主要原因之一，隨著板 坯寬度的增加，縱裂出現(xiàn)率呈上升趨勢(shì)。由于高拉速連鑄生產(chǎn)寬板坯存在以上諸多問(wèn)題，對(duì)保護(hù)渣的性能提出了 較高的要求，目前有些進(jìn)口保護(hù)渣如德國(guó)斯多伯格公司制造的保護(hù)渣能解決 以上部分問(wèn)題，但是進(jìn)口保護(hù)渣費(fèi)用高，不適于大范圍推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種大斷面圓坯鋼坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，以適應(yīng) 目前高拉速連鑄生產(chǎn)寬板坯鋼板的需要，減少漏鋼現(xiàn)象，提高鑄坯質(zhì)量。本專(zhuān)利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下-一種大斷面圓坯鋼坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，所述保護(hù)渣的重量百分組成如 下Si02 2 7 33%、 Ca0 24 30%、 Mg0 1 3%、 Fe203不大于2呢、A1203 5 10%、 Na20 4 9%、 F 1 4%、 MnO 0. 5 2. 5%、 C固15 20%。較好的，所述保護(hù)渣的重量百分組成如下所述保護(hù)渣的重量百分組成 如下Si02 30 32%、 Ca0 26 28%、 Mg0 1.5 2.5%、 FeA不大于1. 5%、 A1203 5 7%、 Na20 5 7%、 F 3 4%、 MnO 0.5 1. 5%、 CH17 19%。所述連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的組成是根據(jù)CaO-Si02-Al203三元系中的偽硅石 灰區(qū)域選擇各成分組成，在構(gòu)成保護(hù)渣的組分中CaO作為主要的堿性材料， Si02作為主要的酸性材料，Na20、 CaF2、 "0作為主要的助熔劑，碳質(zhì)組分作 為骨架材料以及熔速控制劑。通過(guò)基料和熔劑的有機(jī)組合，調(diào)整保護(hù)渣的化 學(xué)成份，以調(diào)節(jié)保護(hù)渣的熔化溫度、粘度、結(jié)晶性能、吸收夾雜能力、傳熱 能力等理化指標(biāo)，滿足在特殊斷面狀態(tài)下能保持正常的渣耗量和液渣層厚度 及合理傳熱量的需要，從而保證了結(jié)晶器出口端的坯殼厚度，實(shí)現(xiàn)無(wú)粘結(jié)連 鑄生產(chǎn)。進(jìn)一步，調(diào)整所述保護(hù)渣具有如下理化性能熔化溫度為1070 1150 。C, 130CrC粘度為0. 45 0. 65Pa'S。在堿度R為0. 75 1. 10范圍內(nèi)，析晶率為零，即熔融保護(hù)渣可實(shí)現(xiàn)90°/。 玻璃化率，熔融保護(hù)渣液體具有優(yōu)良的潤(rùn)滑功能。通過(guò)提高保護(hù)渣的熔化溫度使結(jié)晶器與鑄坯之間的保護(hù)渣具有較高比 率的固相，從而澆注包晶鋼時(shí)，結(jié)晶器散熱更加均勻，達(dá)到均勻緩冷之目的。保護(hù)渣具有合適的粘度，使液態(tài)渣能均勻地流入結(jié)晶器和鑄坯間的縫 隙，形成均勻的渣膜，使結(jié)晶器內(nèi)傳熱均勻、熱流穩(wěn)定，初生坯殼厚度均勻， 防止裂紋的產(chǎn)生。因此所述保護(hù)渣可減少鑄坯縱向裂紋的產(chǎn)生，提高鑄坯質(zhì)量。較好的，所述保護(hù)渣由下列重量配比的原料制成預(yù)熔料(其成份及重 量百分比組成為Si0242 45%、 Ca036 39%、 Mg0 1. 5 3. 5%、 FeA不大于 1%、 Al2034 6%、 Na20 5 7%、 F 2 4%) 58 66%、水泥熟料0 8%、鋁鋇土 2.0 6%、石英粉1 5%、碳酸鈉2 8%、螢石1 5%、碳酸錳1 4%、半補(bǔ) 強(qiáng)碳黑1 3%、鱗狀石墨15 20%。保護(hù)渣熔化速度與碳質(zhì)材料的類(lèi)型、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒徑和配碳方式都是有 關(guān)的。隨著保護(hù)渣中碳質(zhì)材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，熔化速度逐漸降低。在低質(zhì) 量分?jǐn)?shù)條件下，粒度較小、分散度較大、著火點(diǎn)較低、表面自由能較高、無(wú) 定形結(jié)構(gòu)的活性炭和碳黑具有良好的隔離作用；在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下，粒度 較大、分散度較小、著火點(diǎn)較高、表面自由能較低、片狀結(jié)構(gòu)的石墨具有良 好的骨架作用。因此確定保護(hù)渣中碳含量的控制范圍為3.0 6.0%，而原料 來(lái)源優(yōu)選由占原料總重量2 4%的半補(bǔ)強(qiáng)碳黑和3 5%的鱗狀石墨組成。另外原料粒度應(yīng)盡量小，不易引起分熔；優(yōu)選各原料粒度不大于-300目。原料采用預(yù)熔料是出于保護(hù)渣熔化均勻性的考慮。熔化均勻性差的保護(hù) 渣加到結(jié)晶器鋼液面，易熔的成分首先熔化而流失，難熔的殘留部分成為燒 結(jié)物，這樣便可能逐漸在結(jié)晶器銅板四周結(jié)成很厚的渣殼，渣面上也常出現(xiàn) 固體燒結(jié)粒子或硬塊，這些未熔的燒結(jié)物很容易在彎月面附近被巻入坯殼造 成夾渣缺陷，同時(shí)不均勻熔化還影響熔渣向結(jié)晶器與坯殼間的均勻注入，這 種熔化不均勻的保護(hù)渣往往造成液渣層偏離原始的化學(xué)成份，使保護(hù)渣的各 種性能指標(biāo)發(fā)生改變，影響其使用效果。另外在連鑄過(guò)程中，結(jié)晶器鋼液面 上的溫度場(chǎng)是不穩(wěn)定的，鋼液面各點(diǎn)溫度的承受位置和時(shí)間不斷變化，作用5在保護(hù)渣層各點(diǎn)的溫度梯度也隨著位置和時(shí)間發(fā)生變化，這就造成保護(hù)渣層 各點(diǎn)的升溫速度是隨著溫度梯度的提高逐漸降低的。因此控制保護(hù)渣熔化的 均勻性必須控制保護(hù)渣半球點(diǎn)溫度對(duì)升溫速度變化的穩(wěn)定性。而預(yù)熔料配制 的保護(hù)渣一方面具有均一穩(wěn)定的性能，其次只有預(yù)熔料配制的保護(hù)渣在結(jié)晶 器中熔化時(shí)表現(xiàn)出的溫度和熔化后在鋼液面上具有的熔化溫度是一致的。故 高拉速連鑄寬板坯使用保護(hù)渣必須以預(yù)熔材料做為基料。本專(zhuān)利技術(shù)所述保護(hù)渣用于l. 7 1. 9m/niin最高2. 0 m/min的拉速，澆注220咖 X1500mm的斷面時(shí)，保護(hù)渣平均耗量在O. 42 0. 48kg/噸鋼；合適的渣耗量 可減少鑄坯縱裂。本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種如上所述大斷面圓坯鋼坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制 備方法，將原料破碎至粒度不大于-300目，然后充分混合、水磨成槳，噴霧 干燥后即得所述保護(hù)渣，所述原料及其重量配比為預(yù)熔料58 66% 、水泥熟 料0 8%、鋁鋇土2.0 6%、石英粉1 5%、碳酸鈉2 8%、螢本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種大斷面圓坯鋼坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其特征在于：所述保護(hù)渣的重量百分組成如下：ＳｉＯ↓［２］２７～３３％、ＣａＯ２４～３０％、ＭｇＯ１～３％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］不大于２％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］５～１０％、Ｎａ↓［２］Ｏ４～９％、Ｆ１～４％、ＭｎＯ０．５～２．５％、Ｃ↓［固］１５～２０％。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張國(guó)令，朱云峰，羅志剛，徐潤(rùn)玉，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：河南通宇冶材集團(tuán)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：41[中國(guó)|河南]