專利名稱：異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼的結(jié)晶器保護(hù)渣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于結(jié)晶器保護(hù)渣，特別屬于異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼 結(jié)晶器保護(hù)渣。
技術(shù)背景為了使連鑄坯斷面尺寸進(jìn)一步接近成品尺寸，減少軋制道次，節(jié)省能源，近終型連鑄如異型坯H型連鑄、薄板坯連鑄已成為現(xiàn)代連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。含 錳低合金高強(qiáng)度鋼的異型坯作為軋制H型鋼的原料，它比一般的方坯、矩型坯 和板坯要大大減少了軋制道次、降低了成本，而且軋制應(yīng)力也較方坯、矩型坯 和板坯要小，減少了軋制缺陷的出現(xiàn)，軋材性能的各向異性也比規(guī)則鑄坯的軋 材小。但是含錳低合金高強(qiáng)度鋼的異型坯由于形狀復(fù)雜、比表面積大、凝固收 縮容易受阻，使得在結(jié)晶器內(nèi)形成均勻坯殼的難度要大于方坯、板坯和其它斷 面，從而造成產(chǎn)生表面缺陷概率明顯高于方坯和板坯，常用的保護(hù)渣典型化重 量成份為CaO: 40.3%， Si02: 34.2%， Na20 : 4.6%， F- : 3.8%， C: 6.8%， Mg0: 1.1%， A1203: 8.3%， Fe203: 0.9%;物理性質(zhì)熔點(diǎn)1165°C， 1300。C的粘度0. 62 Pa，S，凝固溫度1197°C，熔化速度為36秒。當(dāng)連鑄機(jī)的拉速提高時(shí)，對(duì)于澆注斷面尺寸大的含錳低合金高強(qiáng)度鋼的異型坯容易產(chǎn)生表面裂紋和粘接性漏 鋼，因裂紋引起的軋材報(bào)廢大于20公斤/噸鋼，嚴(yán)重影響異型坯的正常生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種解決粘結(jié)性漏鋼和鑄坯表面裂紋的 異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù)渣。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié) 晶器保護(hù)渣，包括預(yù)熔渣、水泥熟料、碳酸鋰、硼砂、螢石、碳酸錳、炭黑、 石墨、膨潤(rùn)土，所含化學(xué)成份重量百分比為200810018530.3Ca034. 0 40. 0Si0231.0 37.0li200. 4 0. 7B2031.5 3. 5MnO2.0 4. 0歸2.0 3. 0F—2. 5 3. 5C4. 5 6. 5MgO<2. 5A1203<7. 0Fe203<1.5說明書第2/5頁(yè)所述的碳為炭黑和石墨的混合物，其重量比為l: 0.8 — 1.2。 所述的預(yù)熔料的化學(xué)成份重量百分比為CaO 44.0 46.0%、 Si02 38 . 0 42.0%、 A1203 3.0 4.0%、 Fe203 0. 5 1.5%、 MgO 2. 0 3.0%、歸4. 0 6. 0%和F— 2. 0 4. 0%。所述的水泥熟料的化學(xué)成份重量百分比為CaO 62. 0 64. 0%、 Si0219. 0 21.0%、 A1203 5.0 6.0%、 Fe203 3. 5 4. 5%和MgO 6. 0 7. 0%。本發(fā)明所述的預(yù)熔渣、水泥熟料、碳酸鋰、碳酸錳、硼砂、螢石、炭黑、 石墨、膨潤(rùn)土的粒度均小于250目。本發(fā)明的制備方法為原料準(zhǔn)備、配料、攪拌混勻、水磨成漿、噴霧造粒、 成品包裝，其中混勻攪拌和水磨成漿時(shí)間分別不小于45分鐘。異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù)渣的性質(zhì)熔點(diǎn)(半球點(diǎn) 溫度)為1100 1140 °C; 1300。C的粘度為0.40 0.60Pa *S;凝固溫度為1150 1190°C (粘度-溫度曲線判定)；熔化速度為28 35秒(渣柱法測(cè)試)。含錳低合金高強(qiáng)度鋼異型坯粘結(jié)性漏鋼是由于對(duì)結(jié)晶器內(nèi)初生坯殼的潤(rùn)滑不足造成的；表面裂紋是由于坯殼與結(jié)晶器之間的熱傳導(dǎo)不均勻所致，而結(jié)晶 器保護(hù)渣的物化特性對(duì)上述兩個(gè)基本過程都有很大影響1、 對(duì)初生坯殼的潤(rùn)滑的影響保護(hù)渣的物化性能，如保護(hù)渣的熔化速度、 粘度和凝固溫度，尤其是粘度和凝固溫度會(huì)影響保護(hù)渣的最佳滲透。2、 對(duì)結(jié)晶器壁與坯殼間的傳熱影響結(jié)晶器和坯殼間的傳熱(和熱流量)可 以通過調(diào)整操作參數(shù)來調(diào)節(jié)。這些操作參數(shù)是結(jié)晶器冷卻水流量和保護(hù)渣的類型。就保護(hù)渣的性能而言，穿過渣膜的熱流量取決于:a)固態(tài)渣膜的厚度；b)滲透到結(jié)晶器和坯殼間隙中渣膜的結(jié)晶行為。因此，為了減少傳熱，選擇合適的保護(hù)渣的重要標(biāo)準(zhǔn)是 一是較高的凝固溫度；二是形成結(jié)晶層的趨勢(shì)顯著。控制結(jié)晶器傳熱和均勻性就是解決鑄坯表面裂紋問題。裂紋的出現(xiàn)是由于鐵素體和奧氏體之間的熱收縮系數(shù)差異造成坯殼內(nèi)熱應(yīng)力而引起的，尤其是包晶鋼時(shí)特有的缺陷。結(jié)晶器壁與坯殼之間的熱流量較高和傳熱的不均勻加劇將造成鑄坯的縱向裂紋和星狀裂紋。要消除含錳低合金高強(qiáng)度鋼異型坯連鑄過程中粘結(jié)和漏鋼事故或由裂紋造成的表面缺陷,控制結(jié)晶器保護(hù)渣的工藝性能是相當(dāng)重要的，重點(diǎn)是潤(rùn)滑作用的連續(xù)性和對(duì)熱流量的可控性，關(guān)鍵是保護(hù)渣具有穩(wěn)定的物理性能，如熔點(diǎn)、粘度、凝固溫度和結(jié)晶性能。本發(fā)明控制保護(hù)渣的二元堿度在1. 10 1. 20范圍內(nèi)，即保證結(jié)晶器內(nèi)渣膜形成良好的玻璃態(tài)下，同時(shí)又具有一定的結(jié)晶能力，改善坯殼與結(jié)晶器之間的潤(rùn)滑和傳熱，其次，采用li20、 Mn0、 B203、 Na20和CaF2多種熔劑的方法調(diào)節(jié)保 護(hù)渣熔點(diǎn)和粘度，其中l(wèi)i20是一個(gè)重要熔劑，對(duì)降低保護(hù)渣粘度和熔點(diǎn)非常顯 著，同時(shí)Li20還能增強(qiáng)保護(hù)渣吸收夾雜物的能力，穩(wěn)定保護(hù)渣的物理性能，本 發(fā)明保護(hù)渣中Li20含量控制范圍為0. 4 0. 7%;保護(hù)渣中含有一定量的MnO有 利于減小含錳鋼液對(duì)保護(hù)渣物理性能的影響，從而穩(wěn)定澆注過程中渣膜的潤(rùn)滑 和傳熱，本發(fā)明保護(hù)渣中MnO含量控制范圍為2. 0 4. 0%; 8203除了具有降低保護(hù)渣熔點(diǎn)和粘度的作用外，重要的是具有強(qiáng)的吸收鋼中氧化物夾雜物的能力，穩(wěn)定保護(hù)渣的物理性能，本發(fā)明保護(hù)渣中8203含量控制范圍為1.5 3.5%;作為 常規(guī)保護(hù)渣熔劑重要成分的Na20在本發(fā)明保護(hù)渣中含量不能太高， 一方面避免 在渣膜中析出霞石，破壞渣膜的玻璃性能，減少保護(hù)渣中的Na20含量同時(shí)還可 提高保護(hù)渣的表面張力，有利于保護(hù)渣與鋼液的分離，減少鑄坯表面夾渣和粘 渣，本發(fā)明保護(hù)渣中Na20含量控制范圍為2.0 3.0%， Na20在保護(hù)渣的作用仍 然是調(diào)節(jié)熔點(diǎn)和粘度；保護(hù)渣中的F主要作用是降低渣粘度，改善液渣流動(dòng)性， 但在本發(fā)明中要特別注意控制保護(hù)渣中的F-含量，若渣中CaF2含量過高會(huì)引起 槍晶石等高熔點(diǎn)物的析出，破壞熔渣的玻璃性，使?jié)櫥瑮l件惡化，另外F離子 含量過高還會(huì)對(duì)伸入式水口造成嚴(yán)重侵蝕，減少水口使用壽命，為此，本發(fā)明 保護(hù)渣中F含量控制范圍為2.5 3.59&。最后，就是要求保護(hù)渣快速熔化，形成 足夠的液渣層和保證一定的渣消耗量。要求配碳量不能太高，但也不能過低， 否則形成的液渣層和燒結(jié)層太厚，使得結(jié)渣條嚴(yán)重，阻礙保護(hù)渣的均勻流入。 因此，配碳方式采用復(fù)合配碳，種類選用比表面積大和燃燒速度快的炭黑以及 石墨，本發(fā)明保護(hù)渣中C含量控制范圍為4.5 6.5%。 MgO 、 Al203和FeA為原 料帶入成分，分別要求小于2. 5%、 7. 0%和1. 5%。配渣基料的選用和特點(diǎn)。保護(hù)渣的性能取決于制渣基料的選擇，常規(guī)的機(jī) 混渣主要采用多種生料混合而成，由于受熱后產(chǎn)生分解化合物而影響到性能變 化，影響了熔渣的穩(wěn)定性。本研究選擇用預(yù)熔型渣和水泥熟料作為保護(hù)渣配渣 基料，由于減少了生料的配入比例，熔渣性能的穩(wěn)定性得到了提高。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有鑄坯表面質(zhì)量好，粘結(jié)性漏鋼事故少的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。實(shí)施例1:保護(hù)渣化學(xué)成份Ca0 36.4%， Si02 32.4%, li20 0. 7%， B203 3. 4%， MnO 3. 9%,Na20 2 . 9%， F 3. 4%， C 6. 4%, Mg0 2. 4%， A1203 6. 7%， Fe203 1. 4%。保護(hù)渣物理 性質(zhì)熔點(diǎn)1117°C， 130(TC的粘度0.56 Pa S，凝固溫度1162°C，熔化速度 為34秒。實(shí)施例2:保護(hù)渣化學(xué)成份Ca0 37. 3%， Si02 34.1%， li20 0 . 6%， B203 3. 2%, MnO 3. 5%, Na20 2. 4%, F— 3. 0%， C 5. 9%， MgO 2. 3%， A1203 6. 5%, Fe203 1. 2%。保護(hù)渣物理性 質(zhì)熔點(diǎn)1128°C， 130(TC的粘度0.53 Pa S，凝固溫度1173°C，熔化速度為 32秒。實(shí)施例3:保護(hù)渣化學(xué)成份Ca0 38. 7%, Si02 35. 2%, li20 0. 6%, B203 2. 5%, MnO 2. 3%， Na20 2. 7%,F— 3.2%, C 5. 5%, MgO 2. 1%， A1203 6.1%， Fe203 1. 1%。保護(hù)渣物理性 質(zhì)熔點(diǎn)1130°C， 130(TC的粘度0.51 Pa*S，凝固溫度U77。C，熔化速度為 30秒。實(shí)施例4:保護(hù)渣化學(xué)成份Ca0 39. 7%， Si02 34. 5%， li20 0 . 5%, B203 1.9%， MnO 2. 8%， Na20 2. 6%， F— 2. 9%， C 4. 8%， MgO 2. 2%, A1203 6. 8%, Fe203 1. 3%。保護(hù)渣物理性 質(zhì)熔點(diǎn)1138 °C， 130(TC的粘度0.44 Pa'S，凝固溫度1184°C，熔化速度為 29秒。實(shí)施例l一4在馬鋼750mmX450mmX120訓(xùn)大異型坯連鑄機(jī)上澆注含錳低合 金高強(qiáng)度鋼，拉速穩(wěn)定在0. 75m/min.時(shí)的渣耗量為0. 85 kg/T鋼、鋼水表面液 渣層厚度8 12mm。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，該保護(hù)渣使用時(shí)，在結(jié)晶器內(nèi)鋪展性、 保溫性和熔化性能表現(xiàn)良好；結(jié)晶器內(nèi)四個(gè)面?zhèn)鳠崃糠€(wěn)定和均勻；澆注過程中， 保護(hù)渣性能穩(wěn)定，最高連澆爐數(shù)達(dá)到60爐，因鑄坯表面裂紋引起的軋材報(bào)廢小 于5.0公斤/噸鋼，無粘結(jié)性漏鋼事故。
權(quán)利要求
1、異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù)渣，其特征在于包括預(yù)熔渣、水泥熟料、碳酸鋰、硼砂、螢石、碳酸錳、炭黑、石墨、膨潤(rùn)土，其化學(xué)成份重量百分比為CaO 34.0～40.0SiO2 31.0～37.0li2O 0.4～0.7B2O3 1.5～3.5MnO 2.0～4.0Na2O 2.0～3.0F- 2.5～3.5C4.5～6.5MgO ＜2.5Al2O3＜7.0Fe2O3＜1.5。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù) 渣，其特征在于所述的碳為炭黑和石墨的混合物，其重量比為l: 0.8—1.2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù) 渣，其特征在于所述的預(yù)熔料的化學(xué)成份重量百分比為CaO 44. 0 46. 0%、 Si0238. 0 42. 0%、A1203 3. 0 4. 0%、Fe203 0. 5 1. 5%、Mg0 2. 0 3. 0%、Na20 4. 0 6. 0%和F_ 2. 0 4. 0%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù) 渣，其特征在于所述的水泥熟料的化學(xué)成份重量百分比為CaO 62. 0 64. 0°/。、 Si0219. 0 21. 0%、 A1203 5. 0 6. 0%、 Fe203 3. 5 4. 5%和MgO 6. 0 7. 0%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù) 渣，其特征在于所述的預(yù)熔渣、水泥熟料、碳酸鋰、碳酸錳、硼砂、螢石、炭黑、石墨、膨潤(rùn)土的粒度均小于250目。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù) 渣，其特征在于異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù)渣的性質(zhì) 熔點(diǎn)為1100 1140 。C; 1300。C的粘度為0.40 0.60Pa.S;凝固溫度為1150 1190°C;熔化速度為28 35秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了異型坯鑄機(jī)連鑄含錳低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)晶器保護(hù)渣，所述的保護(hù)渣包括預(yù)熔渣、水泥熟料、碳酸鋰、硼砂、螢石、碳酸錳、炭黑、石墨、膨潤(rùn)土，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有鑄坯表面質(zhì)量好，粘結(jié)性漏鋼事故少的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22D11/11GK101254525SQ200810018530
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者堅(jiān) 吳, 萍 唐, 維 孫, 文光華, 湯寅波, 汪開忠, 黃社清 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司