專利名稱：解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣的制作方法
解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣技術領域
本發(fā)明屬于煉鋼用冶金輔料技術領域，具體涉及一種煉鋼中用于解決低碳鋼表 面夾渣的高粘度連鑄保護渣。
背景技術：
表面(皮下)夾渣是連鑄板坯常見的表面缺陷之一，其主要是由于在連鑄過程中 結晶器內的保護渣、水口沉積物及其它非金屬氧化物，由于各種原因被帶入鋼液，部分 被生長的凝固坯殼捕捉，即發(fā)生卷渣現(xiàn)象，形成表面(皮下)夾渣缺陷。表面(皮下) 夾渣缺陷宏觀上降低了鋼材表面及內部質量，使后序深加工廢品率嚴重超標，同時軋板 表面光潔度極差；微觀上缺陷發(fā)生部位金屬氧化嚴重、并易產生裂紋等其它鋼材生產及 加工中的缺陷，造成質量事故。因此，高品質、高附加值鋼種的高級薄板鋼對其要求尤 為嚴格。
低碳鋼冶煉目前在全國大部分鋼廠都占一定的比重，隨著社會對鋼材質量要求 越來越嚴格，冶煉優(yōu)質的低碳鋼是各大鋼廠的共同目標。2008年武鋼煉鋼總廠四分廠在 冶煉低碳鋼6AE1008(C5)、SPHC(HN))時出現(xiàn)鑄坯邊部表面(皮下)夾渣缺陷造成軋 后鋼質夾雜發(fā)生率高達80%，嚴重影響了該公司品種鋼計劃的兌現(xiàn)。在此情況下，為了 保證生產順行，解決鑄坯邊部表面夾渣缺陷，提高低碳鋼的成品合格率，對結晶器保護 渣的要求更加嚴格。
通常保護渣主要以CaO、SiO2為主，再配以一定的助熔劑、碳質材料，將其調 適到適宜的熔點、粘度等理化性能，滿足其對應連鑄工藝的要求。
現(xiàn)有保護渣的成分及性能如下表
原料 配比玻璃粉7% 9%，預熔料55% 70%’螢石8. 5% 10. 5%,白堿8% 10%, N220碳黑1% 4%，石墨4% 6 R劑1. 5% 4%，碳酸鋰0. 5% 1. 5%，鎂砂0. 5% 3 鋁釩土 1% 4 冰晶石2% 5%，粘合 劑:0. 5% 2. 5%,減水齊IJ 0. 2% 0. 8%成分重 量百分 比CaO 28% 34%、Si0230% 36%, Mg0:0% 3%，F(xiàn)e2O3: 0% 3%，Al2O3:2% 4%，Na20:9. 5% 11. 5%，F(xiàn)_:7% 9%，Li20:0% 1%，C: 5% 7%，原材 料帶入的雜質<5%，其中Ca0/Si02為0.9 1.05。物化 性能熔化溫度 1(^5°C，在 130CTC時的粘度為:0. 13-0. 18 Pa .s
連鑄保護渣的粘度，對結晶器內發(fā)生的冶金行為包括液渣流入和消耗、潤滑、夾雜物吸收等產生重要影響。一般情況下，保護渣要求具有一定的傳熱性能、良好的保 溫性能、良好的非金屬吸收、良好的潤滑和性能穩(wěn)定。由結晶器剪切卷渣機理可知，通 過調整保護渣粘度，可以增大鋼渣臨界卷渣速度，減少發(fā)生剪切卷渣的傾向。但保護渣 粘度對結晶器與坯殼之間的渣膜厚度和均勻程度有很大影響。保護渣粘度過高時，難 以流入鋼水彎月面與結晶器之間的間隙，保護渣渣膜薄且不均勻，消耗量小，易造成潤 滑、傳熱不良，可導致坯殼產生縱裂紋。保護渣粘度過低時，可使保護渣膜過厚，同樣 會發(fā)生渣膜厚度不均，潤滑和傳熱不均，縱裂增加。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種解決低碳鋼連鑄中的表面夾渣問題的高粘度連鑄保 護渣，這種保護渣能夠解決低碳鋼的表面夾渣缺陷，提高低碳鋼的成品合格率。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，一種解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣，原料配 比及重量百分含量如下玻璃粉0% 7%，預熔料50% 70%，螢石5.5% 8.5%,白堿4% 8%，N330碳黑3%，石墨3.5%，R劑0% 3%，碳酸鋰 0.5% 2%，碳酸錳2% 5%，鎂砂2% 5%，鋁釩土 3% 7%，冰晶石 3%,粘合劑1% 3%，減水劑0.3%
成分按重量百分比計為MgO: 3% 5%，F(xiàn)e2O3 0% 3%，Al2O3 6.5% 9.5%, Na2O 6.5% 9.5%，F(xiàn)- 5% 7.5%，MnO 3%，Li2O 0% 1%， C 4.5% 6.5%，原材料帶入的雜質<3%，其余為CaO、SiO2,其中Ca0/Si02為 0.8 0.9。
該保護渣的物理性能為熔化溫度1070°C 1100°C，在1300°C時的粘度為 0.25 0.4Pa.So
本發(fā)明所述預熔料(其成份及重量百分比組成為Si0242 45%、Ca036 39%, MgO 1.5 3.5%、Fe2O3 不大于 1%、Al2O3 4 ~ 6 %, Na2O 5 ~ 7 %, F2 4%)58 66%、水泥熟料O 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%、半補強碳黑1 3%、鱗狀石墨15 20%。
本發(fā)明解決低碳鋼連鑄坯表面夾渣問題的高粘度連鑄保護渣主要是在CaO、 SiO2基礎上，外加一定量的碳酸鋰、螢石、白堿等助熔劑及一定的碳黑、石墨碳質材 料，并適當引入含鋁材料、含鎂材料，經混勻、磨漿、噴霧造粒等一系列處理，得到本 發(fā)明的保護渣。該保護渣由于粘度提高，表面張力增大，在同樣的工藝條件下，能有效 防止鑄坯表面夾渣現(xiàn)象發(fā)生。
保護渣的堿度(Ca(VSiO2)由以往的0.9 1.05降為0.8 0.9，以提高玻璃態(tài)渣，改變其傳熱速度，使保護渣傳熱更平緩，形成坯殼更均勻，并且潤滑性能較好，避 免產生結疤、凹陷等缺陷。
為了防止保護渣在已凝固的彎月面進入鋼坯亞表層，減少保護渣對鋼的附著 力。對于給定的鋼種，附著力取決于保護渣，增大保護渣的表面張力會使附著力減小。 提高保護渣中MgO、MnO、Al2O3等的含量，可以提高保護渣的表面張力。液態(tài)保護渣 對固態(tài)鋼的附著力隨渣中Na2CK F-含量的降低而降低。所以、適當地降低助熔劑F-和 Mi2O的含量，同時增加Al2O3的含量，提高保護渣的粘度，從而達到提高保護渣表面張力，降低其附著力、同時保護渣的液渣層厚度及彎月面高度也相應地增加，可以有效地 防止夾渣現(xiàn)象的產生。
仍引入適量的Li2O,使渣子在凝結過程中產生細小晶體，改善傳熱條件，保證 良好的潤滑效果，使保護渣性能穩(wěn)定，均勻地消耗，更有利于坯殼的均勻形成。從盡可 能提高粘度角度Li2O不宜超過1 %。
在保護渣的生產方案中優(yōu)化配碳種類及配碳比例碳黑1.5%+石墨4.5%變?yōu)樘?黑3%+石墨3.5%，保證保溫效果的同時，確保一定的熔化速度，從而使其具有一定的 液渣層厚度，使保護渣均勻地被消耗，從而確保連鑄工藝順行，生產出合格的鑄坯。
采用上述研究結果生產的高粘度連鑄保護渣，在武鋼煉鋼總廠四分廠2#連鑄機 澆鑄SAE1008 (C5)、SPHC (HN)低碳鋼時，渣耗量0.55Kg/t、鋼水表面液渣層厚度8 12mm。經現(xiàn)場試驗結果表明，通過提高結晶器保護渣的粘度，從而提高其表面張力，降 低其附著力，增加其液渣層厚度，確保液渣在彎月而的正常流入并均勻消耗，減輕和消 除表面夾渣缺陷，改善鑄坯質量，軋制鋼板的合格成材率提高到99%以上。
具體實施方式
實施例一
一種解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣，原料配比及重量百分含量如 下玻璃粉6.5%，預熔料57.8%，螢石7.5%，白堿6%，N330碳黑3%，石 墨3.5%，R劑2%，碳酸鋰1%，鎂砂3%，碳酸錳2%，鋁釩土 4%，冰晶 石2%，粘合劑1.4%，減水劑0.3%
所述的低碳鋼高粘度連鑄保護渣中各成分按重量百分比計為MgO 3.8%, Fe2O3 0.98%, Al2O3 7.1%, Na2O 8.9%, F、7.2%, MnO 1.5%, Li2O: 0.4%, C 5.6%,原材料帶入的雜質0.42%, CaO 29.2，SiO2 34.9，Ca0/Si02 為 0.84。
該保護渣的物理性能為熔化溫度1080°C，在1300°C時的粘度為 0.28Pa · s
將此配比及性能要求的低碳鋼高粘度連鑄保護渣用于武鋼四煉鋼，表面夾渣率 降為0.66%。
本發(fā)明所述預熔料(其成份及重量百分比組成為Si0242 45%、Ca036 39%, MgO 1.5 3.5%、Fe2O3 不大于 1%、Al2O3 4 ~ 6 %, Na2O 5 ~ 7 %, F2 4%)58 66%、水泥熟料O 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%、半補強碳黑1 3%、鱗狀石墨15 20%。
實施例二
一種解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣，原料配比及重量百分含量如 下玻璃粉2%，預熔料61.1%，螢石6%，白堿4.5%，N330碳黑3%，石 墨3.5%，R劑1%,碳酸鋰1.5%，碳酸錳3%，鎂砂4%，鋁釩土 6.5%，冰 晶石1.5%，粘合劑2%，減水劑0.4%。
所述的低碳鋼高粘度連鑄保護渣中各成分按重量百分比計為MgO 4.6%, Fe2O3 1.15%, Al2O3 9.0%, Na2O 6.8%, F、5.9%, MnO 2.2%, Li2O 0.6%, C 5.6%,原材料帶入的雜質1.05%, CaO 28.8，SiO2 34.3，Ca0/Si02 為 0.84。
該保護渣的物理性能為熔化溫度1090°C，在1300°C時的粘度為 0.37Pa · S將此配比及性能要求的低碳鋼高粘度連鑄保護渣用于武鋼四煉鋼，表面夾渣率 降為0.18%。
本發(fā)明所述預熔料(其成份及重量百分比組成為&OA2 45%、Ca036 39%, MgO 1.5 3.5%、Fe2O3 不大于 1%、Al2O3 4 ~ 6 %, Na2O 5 ~ 7 %, F2 4%)58 66%、水泥熟料O 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%、半補強碳黑1 3%、鱗狀石墨15 20%。
實施例三
一種解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣，原料配比及重量百分含量如 下玻璃粉3.5%，預熔料58.7%，螢石6%，白堿6%，N330碳黑3%，石 墨3.5%，R劑1.5%，碳酸鋰1.2%，碳酸錳3.5%，鎂砂3.5%，鋁釩土 5%， 冰晶石2%，粘合劑2%，減水劑0.6%。
所述的低碳鋼高粘度連鑄保護渣中各成分按重量百分比計為MgO: 4%, Fe2O3 1.5%, Al2O3 8%, Na2O 8%, F、6.5%, MnO 2%, Li2O 0.5%, C 5.5%,原材料帶入的雜質1.5%，CaO 28.5%, SiO2 34%,其中 Ca0/Si02 為 0.84。
本發(fā)明所述預熔料(其成份及重量百分比組成為Si0242 45%、Ca036 39%, MgO 1.5 3.5%、Fe2O3 不大于 1%、Al2O3 4 ~ 6 %, Na2O 5 ~ 7 %, F2 4%)58 66%、水泥熟料O 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%、半補強碳黑1 3%、鱗狀石墨15 20%。
權利要求
1.一種解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣，其特征在于，原料配比及重量百 分含量如下玻璃粉0% 7%，預熔料50% 70%，螢石5.5% 8.5%，白堿 4% 8%，N330碳黑3%，石墨3.5%，R劑0% 3%，碳酸鋰0.5% 2%，碳 酸錳2% 5%，鎂砂2% 5%，鋁釩土 3% 7%，冰晶石 3%，粘合劑 3%，減水劑0.3%
2.如權利要求1所述的解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣，其特征在于該 保護渣的成分按重量百分比計為MgO: 3% 5%，F(xiàn)e2O3 0% 3%，Al2O3 6.5% 9.5%, Na2O 6.5% 9.5%，F(xiàn)- 5% 7.5%，MnO 3%，Li2O 0% 1%， C 4.5% 6.5%，原材料帶入的雜質<3%，其余為CaO、SiO2,其中Ca0/Si02為 0.8 0.9。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種解決低碳鋼表面夾渣的高粘度連鑄保護渣，原料配比及重量百分含量如下玻璃粉0％～7％，預熔料50％～70％，螢石5.5％～8.5％，白堿4％～8％，N330碳黑3％，石墨3.5％，R劑0％～3％，碳酸鋰0.5％～2％，碳酸錳2％～5％，鎂砂2％～5％，鋁釩土3％～7％，冰晶石1％～3％，粘合劑1％～3％，減水劑0.3％～1％。本發(fā)明解決低碳鋼連鑄坯表面夾渣問題的高粘度連鑄保護渣主要是在CaO、SiO2基礎上，外加一定量的碳酸鋰、螢石、白堿等助熔劑及一定的碳黑、石墨碳質材料，于粘度提高，表面張力增大，在同樣的工藝條件下，能有效防止鑄坯表面夾渣現(xiàn)象發(fā)生。
文檔編號B22D11/111GK102019384SQ201010577920
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權日2010年12月8日
發(fā)明者張洪戰(zhàn), 張福, 秦教武, 趙博, 陳永艷 申請人:西峽龍成冶金材料有限公司