一種冷軋鍍錫鋼板用鋼水熔劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冷軋鍍錫鋼板用鋼水熔劑，屬于煉鋼連鑄【技術(shù)領(lǐng)域】。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中用于冷軋鍍錫鋼板鋼水澆注的連鑄結(jié)晶器鋼水熔劑的熔點(diǎn)高、粘度低，造成連鑄坯卷渣缺陷的技術(shù)問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種冷軋鍍錫鋼板用鋼水熔劑，其組成成分的重量百分比為：CaO28.5～36.5%，SiO232.0～34.0%，Al2O37.0～11.0%，Na2O0～2.4%，MnO24.0～8.0%，CF0～3.0%，Li2O3.6～5.2%，其余為不可避免的雜質(zhì)。保護(hù)渣中二元堿度值(CaO/SiO2)為0.83～1.03。本發(fā)明主要用于板坯鑄機(jī)生產(chǎn)冷軋鍍錫鋼板時(shí)結(jié)晶器內(nèi)鋼水的結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)。
【專利說明】一種冷軋鍍錫鋼板用鋼水熔劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及板坯鑄機(jī)澆鑄鋼水生產(chǎn)中結(jié)晶器用用鋼水熔劑，特別涉及一種冷軋鍍錫鋼板用連鑄結(jié)晶器鋼水熔劑，屬于煉鋼連鑄【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]連鑄是煉鋼過程一道主要工藝，是決定鑄坯質(zhì)量好壞的關(guān)鍵工序。保護(hù)渣在板坯連鑄中的作用主要表現(xiàn)為保溫、傳熱、潤滑、隔絕空氣以及吸附夾雜。連鑄鑄坯的表面質(zhì)量缺陷，尤其是鑄坯的縱裂、黏結(jié)、夾渣、振痕等缺陷，在很大程度上取決于連鑄結(jié)晶器所用的保護(hù)渣。因此，性能適宜的鋼水熔劑對連鑄非常重要。
[0004]鋼水熔劑的主要物理性能有熔點(diǎn)、熔速、粘度、結(jié)晶溫度等。通過調(diào)整鋼水熔劑的成分，可以改進(jìn)其物性參數(shù)。一般來說，不同的鋼種所用的鋼水熔劑成分體系也有所差別。低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼系列的鋼種一般采用高速連鑄，但鋼水熔劑容易卷入鋼水中。為防止此問題，低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼用的鋼水熔劑黏度比較高。另外因?yàn)殇撍撗醴绞绞卿X脫氧，鋼中的Al2O3在結(jié)晶器內(nèi)要上浮，被鋼水熔劑吸收后，會改變鋼水熔劑的黏度等物性參數(shù)。這就要求鋼水熔劑中Al2O3的初始含量相對要低，從而隨著在澆注進(jìn)行，平衡狀態(tài)下鋼水熔劑中的Al2O3保持合理水平，鋼水熔劑的物性參數(shù)在整個(gè)澆注過程中保持穩(wěn)定。而渣的黏度高，由于單位消耗不足、黏結(jié)發(fā)生率比較高，不能穩(wěn)定地進(jìn)行澆注。同時(shí)由于低碳鋼凝固速度快，凝固收縮率小，連鑄坯的坯殼生成均勻，鋼水熔劑要有良好的潤滑和傳熱功能，玻璃化性能好，盡量減少結(jié)晶體的出現(xiàn)。因此要求鋼水熔劑低熔點(diǎn)、低堿度、低結(jié)晶溫度、適當(dāng)?shù)酿ざ群透呷刍俣取?br> [0005]現(xiàn)有技術(shù)中缺乏滿足低碳鋼生產(chǎn)中的低熔點(diǎn)、低堿度、低結(jié)晶溫度、適當(dāng)?shù)酿ざ群透呷刍俣鹊倪B鑄結(jié)晶器鋼水熔劑。
[0006]冷軋鍍錫鋼板的從鋼水冶煉、連鑄成坯、熱連軋、冷軋等生產(chǎn)工序，生產(chǎn)過程長、鋼板薄、表面質(zhì)量要求高，因此容易出現(xiàn)諸如線狀(或帶狀)缺陷(或稱條痕)、孔洞、疤/坑、夾雜、氧化鐵皮壓入、表面裂紋等表面質(zhì)量問題，尤其是由于夾雜物引起的表面缺陷更為突出，嚴(yán)重影響板材外觀及其使用性能。這也是國內(nèi)外鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)感到棘手的質(zhì)量問題，被認(rèn)為是常見的而又是難以消除的頑癥。關(guān)于有害夾雜物形成的原因，歸結(jié)于三個(gè)方面:1)鋼水中已存在的夾雜物；2)鋼水二次氧化；3)進(jìn)入結(jié)晶器的鋼水熔劑。這些夾雜物主要是氧化鋁，隨后是鈣鋁酸鹽和鈣硅酸鹽，在連鑄坯和軋制過程中，還有含Na2O的夾雜物。Na2O是鋼水熔劑的基本成分，說明結(jié)晶器鋼水熔劑卷渣和鑄坯表面夾渣(低碳鋼容易形成較深的凝固溝)是導(dǎo)致鑄坯缺陷的主要原因。薄規(guī)格冷軋產(chǎn)品中常見的孔洞缺陷，有一部分因素是由鑄坯缺陷導(dǎo)致基板局部區(qū)域強(qiáng)度弱化，在軋制過程中形成的孔洞。鋼水熔劑做為結(jié)晶器和坯殼間相互作用的介質(zhì)，其作用是在結(jié)晶器和坯殼間形成穩(wěn)定而均勻的液渣膜，鋼水熔劑物化性能的改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)高效連鑄和提升產(chǎn)品表面質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
[0007]有關(guān)連鑄結(jié)晶器鋼水熔劑卷渣機(jī)理方面的研究已有大量的文獻(xiàn)報(bào)道，研究方法有數(shù)值模擬法、水模實(shí)驗(yàn)法和量綱分析法，尤其是通過水模實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了多種卷渣現(xiàn)象，并歸納了如下卷渣機(jī)理:1)通過連鑄結(jié)晶器窄邊的上升回流流股；2)不穩(wěn)定的回流產(chǎn)生的高剪切應(yīng)力；3)定期在水口附近旋渦區(qū)形成的不穩(wěn)定流；4)從水口出口到表面的大氬氣泡；5)水口出口布流不均勻引起；6)在較高的通鋼量下，在鋼-渣界面聚集的泡沫。這些結(jié)果運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)過程，主要是通過改善鋼水的可澆性、采用液面自動控制、選擇合理的水口結(jié)構(gòu)尺寸(與拉速和澆注斷面尺寸相匹配)、插入深度以及吹氬流量范圍等方面技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)對卷渣現(xiàn)象頻繁發(fā)生的控制。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中，除通過控制結(jié)晶器內(nèi)流場防止保護(hù)渣卷渣外，保護(hù)渣的物理性能對卷渣也有重要影響，越來越受到人們的重視。通過水模實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)保護(hù)渣的粘度(用不同粘度的混合油來模擬)增加，卷渣次數(shù)減少，生產(chǎn)實(shí)踐也證明選用高粘度的保護(hù)渣也可以大大減小冷軋鋼板的表面缺陷。然而，鋼水熔劑粘度增加時(shí)，保護(hù)洛消耗量會減小，就會使?jié)櫥Ч麌?yán)重不足。為了解決這一問題，需要從改善鋼水熔劑潤滑性能方面開展研究工作。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中缺乏滿足冷軋鍍錫鋼板生產(chǎn)需要的高粘度、高表面張力的連鑄結(jié)晶器鋼水熔劑。
[0010]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種冷軋鍍錫鋼板用連鑄結(jié)晶器鋼水熔劑，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中用于冷軋鍍錫鋼板鋼水澆注的連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的熔點(diǎn)高、粘度低，保護(hù)渣卷入鋼水造成連鑄坯卷渣缺陷的技術(shù)問題。
[0012]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種冷軋鍍錫鋼板用連鑄結(jié)晶器鋼水熔劑，其組成成分的重量百分比為=CaO 28.5?36.5%, S12 32.0 ?34.0%, Al2O3 7.0 ?11.0%, Na2O O ?2.4%, MnO2 4.0 ?8.0%, Cf O ?3.0%, Li2O 3.6?5.2%，其余為不可避免的雜質(zhì)。保護(hù)渣中二元堿度值(Ca0/Si02)為0.83?1.03。
[0013]本發(fā)明較現(xiàn)用冷軋鍍錫鋼板鋼水澆注的連鑄結(jié)晶器鋼水熔劑體現(xiàn)了如下特點(diǎn): 本發(fā)明鋼水熔劑具有較低的二元堿度值(R=Ca0/Si02)，這有利降低保護(hù)渣的凝固溫度和渣膜的結(jié)晶比，增強(qiáng)液態(tài)渣膜的潤滑功能，同時(shí)也提高連鑄結(jié)晶器彎月面?zhèn)鳠?，改善連鑄結(jié)晶器中鋼水的液渣流入條件，增加保護(hù)渣消耗量。通過構(gòu)建0.8?1.2不同堿度保護(hù)渣的TTT曲線得出，隨著堿度的增加，TTT曲線向孕育時(shí)間縮短、等溫溫度升高的方向移動。隨著熔渣堿度的提高，CaO提供的02_促進(jìn)硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解體，粘度降低，使得離子擴(kuò)散遷移的位阻降低，促進(jìn)了晶體的長大，故表現(xiàn)為孕育時(shí)間縮短；保護(hù)渣液相線溫度提高，從而導(dǎo)致開始析出晶體的溫度升高。而當(dāng)液渣膜結(jié)晶溫度高、結(jié)晶率高時(shí)，將使結(jié)晶器熱阻提高、鑄壞與結(jié)晶器壁摩擦力增大，此時(shí)易發(fā)生漏鋼和質(zhì)量缺陷。因此，要得到潤滑良好的鑄坯，保護(hù)渣應(yīng)采用較低的二元堿度。結(jié)合堿度對析晶溫度影響規(guī)律，本發(fā)明鋼水熔劑的二元堿度值(Ca0/Si02)為 0.83 ?1.03。
[0014]本發(fā)明鋼水熔劑通過加入一定量的MnO2，主要是為了向鋼水熔劑中引入氧，確保鋼水熔劑在高溫下保持較高的熔化速度，避免因熔化速度不夠，而使得鋼水熔劑卷入鋼水造成連鑄坯卷渣缺陷的技術(shù)問題，但其含量過高，導(dǎo)致溶化速度過快，起不到煉鋼熔劑的潤滑性能。經(jīng)多次生產(chǎn)實(shí)踐，意外的發(fā)現(xiàn)初始Mn024?8%比例比較合適。
[0015]本發(fā)明鋼水熔劑含有高的Al2O3含量，較高的Al2O3含量，有利于提高保護(hù)渣粘度。研究表面，Al2O3對保護(hù)渣粘度有明顯的影響，熔渣粘度隨Al2O3含量增加而升高，較高的粘度可以減少渣圈的生成，降低連鑄過程結(jié)晶器卷渣的幾率，為冷軋鍍錫鋼板表面質(zhì)量的提升提供了基礎(chǔ)。經(jīng)過綜合考慮，本發(fā)明保護(hù)渣的Al2O3含量為7.0?11.0%。
[0016]本發(fā)明鋼水熔劑通過加入一定量的Li2O能夠降低保護(hù)渣的熔化溫度，改善保護(hù)渣的潤滑性能。Li2O是一種強(qiáng)的助熔劑，對熔化溫度有較大的影響，其降低熔化溫度的能力強(qiáng)于Na20、B203、CaF2等。通過對O?5%含量的Li2O渣系TTT曲線的研究發(fā)現(xiàn)，Li2O含量由0%增加到5%，保護(hù)渣的粘度、凝固溫度逐漸降低。根據(jù)保護(hù)渣的熔點(diǎn)以及粘度設(shè)定范圍，本發(fā)明保護(hù)渣的Li2O含量為3.6?5.2%。
[0017]本發(fā)明鋼水熔劑中C含量控制在合適的范圍。鋼水熔劑中的碳質(zhì)材料對其熔速有很大的影響，加入鋼水熔劑中的碳含量越多，鋼水熔劑的熔化量越小，熔化速度越慢。而熔速是評價(jià)保護(hù)渣供給液渣能力的重要參數(shù)；消耗量為判斷潤滑提供非常有價(jià)值的參數(shù)。根據(jù)熔化速度、鋼水熔劑渣消耗量和碳含量的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，并綜合考慮其他碳酸鹽的影響，得出本發(fā)明鋼水熔劑的碳含量為O?3.0%。
[0018]本發(fā)明鋼水熔劑的物理性能為熔點(diǎn)(半球點(diǎn)溫度)為1010?1070°C ;1300°C的粘度為0.21?0.41 Pa.S，熔速為19?35S。
[0019]本發(fā)明的制備方法為:原料準(zhǔn)備一配料一攪拌混勻一水磨成漿一噴霧造粒一成品包裝，其中混勻攪拌和水磨成漿時(shí)間各60分鐘。
[0020]本發(fā)明原料包括水泥熟料、硅灰石、錳礦石、碳酸鈉、碳酸鋰、鋁礬土、膨潤土、炭黑，原料組分(重量百分比)要求如下:
水泥熟料:CaO 62.0 ?64.0%、S12 19.0 ?21.0% ；
硅灰石:CaO 45.0 ?46.0%、S12 51.0 ?52.0% ；
錳礦石:Μη02 9 5.0 ?99.0% ；
碳酸鈉=Na2CO3 98.0 ?99.0% ；
碳酸鋰=Li2CO3 98.0 ?99.0% ；
鋁礬土:A1203 83.0 ?86.0% ；
膨潤土: S12 75.0 ?78.0%
炭黑:C96.0 ?98.0% ；
本發(fā)明所述的水泥熟料、硅灰石、錳礦石、碳酸鈉、碳酸鋰、鋁礬土、膨潤土、炭黑的粒度均小于250目。
[0021]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下積極效果:
1、本發(fā)明鋼水熔劑具有低鈉、高表面張力、低熔點(diǎn)、高粘度、高Li2O含量的特點(diǎn)，對防止板坯連鑄機(jī)在澆鑄冷軋鍍錫鋼板鋼水過程發(fā)生的鋼水卷渣和連鑄鑄坯白斑黑芯的質(zhì)量缺陷發(fā)生作用顯著。
[0022]2、本發(fā)明鋼水熔劑含有高的Al2O3含量，在使用過程中物性參數(shù)保持穩(wěn)定，對于防止連鑄板坯夾渣缺陷有作用顯著。
[0023]3、本發(fā)明鋼水熔劑引入一定量的MnO2，確保鋼水熔劑在高溫下保持較高的熔化速度，避免因熔化速度不夠，而使得鋼水熔劑卷入鋼水造成連鑄坯卷渣缺陷的技術(shù)問題。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0025]實(shí)施例，鋼水熔劑化學(xué)成份重量百分比為:CaO 33.36%、S12 34.86%、Al2O3 9.2%、Na2O 1.6%、MnO2 7.4%，Cf 1.46%，Li2O 3.84%，其余為不可避免的雜質(zhì)。保護(hù)渣物理性能參數(shù):熔點(diǎn)是1034°C，1300°C的粘度為0.285Pa.S，熔速20S，二元堿度值(Ca0/Si02)為0.957。
[0026]實(shí)施例用在板坯連鑄機(jī)澆注冷軋鍍錫鋼板的鋼水，澆注的連鑄坯斷面規(guī)格為210mm*900?1100mm，連鑄坯拉速為0.9m/min?1.7m/min，平均保護(hù)渣消耗量0.48Kg/噸鋼，連鑄結(jié)晶器中鋼水的液渣層厚度10?12mm。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該保護(hù)渣的鋪展性良好、煙霧少，加入鋼水熔劑后結(jié)晶器渣面化渣情況良好，不發(fā)生粘結(jié)，不結(jié)殼起球，渣條小。澆鑄的板坯表面光滑無殘留物，板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器熱電偶溫度平穩(wěn)，具有非常低的漏鋼預(yù)報(bào)的概率，鋼水熔劑對于防止連鑄板坯夾渣缺陷作用顯著。
[0027]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種冷軋鍍錫鋼板用鋼水熔劑，其特征是組成成分的重量百分比為:CaO 28.5?36.5%, S12 32.0 ?34.0%, Al2O3 7.0 ?11.0%, Na2O O ?2.4%, Mn024.0 ?8.0%, Cf O ?3.0%，Li2O 3.6?5.2%，其余為不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種冷軋鍍錫鋼板用鋼水熔劑，其特征是，所述的保護(hù)渣由水泥熟料、硅灰石、錳礦石、碳酸鈉、碳酸鋰、鋁礬土、膨潤土、炭黑這些原料按權(quán)利要求1成分配制。
3.如權(quán)利要求2所述的一種冷軋鍍錫鋼板用鋼水熔劑，其特征是所述的原料其組成成分的重量百分比為:水泥熟料:CaO 62.0?64.0%、Si02 19.0?21.0% ;硅灰石:CaO 45.0?46.0%、Si02 51.0 ?52.0% ;錳礦石:Μη02 9 5.0 ?99.0% ;碳酸鈉=Na2CO3 98.0 ?99.0% ;碳酸鋰=Li2CO3 98.0 ?99.0% ;鋁礬土 =Al2O3 83.0 ?86.0% ;膨潤土: S12 75.0 ?78.0% ;炭黑:C96.0 ?98.0%。
【文檔編號】B22D11/111GK104511581SQ201310458066
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】洪建國, 王海軍 申請人:上海梅山鋼鐵股份有限公司