CN101637807A - 大方坯重轨钢功能保护材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大方坯重轨钢功能保护材料，其中SiO2的质量百分含量为32.0％，Ai2O3的质量百分含量为4.0％，CaO的质量百分含量为24％，F－的质量百分含量为6％，R2O的质量百分含量为11％，C的质量百分含量为4.5％。鞍钢重轨钢高温塑性较差，浇铸过程中结晶器内坯壳收到摩擦阻力大，易出现坯壳与结晶器壁粘结现象，因此要求功能保护材料对铸坯的润滑良好。通过添加少量化学熔剂，可改善功能保护材料玻璃化特性，提高功能保护材料的润滑能力，同时可改善功能保护材料熔化均匀性。

Description

大方坯重轨钢功能保护材料
技术领域
本发明属于冶金辅料技术领域，特别涉及一种大方坯重轨钢功能保护材料。
背景技术
连铸功能保护材料对连铸坯表面质量和连铸机结晶器使用寿命以及产出量均有重要影响。随着人们对连铸功能保护材料认识的不断深入，逐渐意识到已具有不可替代的作用。由于今年炼钢技术的不断完善，炼钢节奏快，炉子出钢量增大，与炼钢和后续的轧钢能力相比，连铸功能保护材料自然占重要的生产环节。从国内外连铸生产实践来看，与功能保护材料密切相关的铸坯表面缺陷如：裂纹、凹坑、结疤、夹渣等发生的频率较高，裂纹严重时，可能导致漏钢事故，影响生产。
随着鞍山钢铁公司一炼钢的大方坯连铸机(浇注断面：280×280mm2 320×320mm2，拉速0.8-1.2m/min)建成投产，实现全连铸生产，并且引进国内和国外功能保护材料如：西保集团和德国斯多伯格连铸功能保护材料，供铸机热试和考核验收。但多方面表示进口功能保护材料存在价格昂贵、试验周期长等问题，使钢厂增加生产成本，因此考虑使用国产功能保护材料即西保集团FRK-G这种型号的重轨钢专用功能保护材料来满足生产需求。
重轨钢特性：
鞍钢集团一炼钢重轨钢W(C＝0.65％-0.8％)连铸钢水有以下特点，由于钢水P、S偏析，初始生成的坯壳凝固收缩小，在钢水静压力作用下坯壳和结晶器壁接触紧密，拉坯过程中坯壳受到的摩擦阻力大，坯壳易与结晶器壁粘结，导致粘结漏钢。坯壳与结晶器壁接触良好，传热能力强，坯壳生长较快且相对均匀，初生坯壳出现裂纹的机率较小，但坯壳之间重接能力差，在坯壳连接处容易发生拉脱或漏钢。由于钢水中P、S、C等偏析严重，造成铸坯内部组织成份偏析、疏松。若结晶水冷却强度过大，易出现内部裂纹。
综上述原因，大部分与使用的功能保护材料有直接关系，因此在浇铸重轨钢时，为保证连铸工艺顺行，除合理控制结晶器振动参数、拉速和稳定浇铸条件下，最关键就是通过功能保护材料促进铸坯的润滑，减小拉坯阻力。
发明内容
本实用新型提供一种促进铸坯的润滑，减小拉坯阻力的大方坯重轨钢功能保护材料。
一种大方坯重轨钢功能保护材料，其中SiO2的质量百分含量为32.0％，Ai2O3的质量百分含量为4.0％，CaO的质量百分含量为24％，F-的质量百分含量为6％，R2O的质量百分含量为11％，C的质量百分含量为4.5％。
所述功能保护材料的熔点为950℃，粘度为0.160Pa·S，R值为0.75。
由于鞍钢重轨钢大方坯连铸采用多点矫直全弧形连铸机，结晶器设备有液面控制系统和电磁搅拌系统。钢水经过真空精炼后，钢水夹杂含量较低，因此要求功能保护材料必须熔化均匀，避免功能保护材料熔化不均匀和不合理结晶器流场下的卷渣，降低渣膜润滑性和铸坯洁净度。为了保证铸坯润滑和吸收夹杂物的能力，析晶比例控制在0，碱度R值取在0.7-0.85，粘度控制在0.160Pa·S，熔点控制在930-980℃间以保证功能保护材料的消耗量，功能保护材料性能指标选择结果如下表：
功能保护材料性能指标    表(1)
  碱度   熔点/℃   粘度/Pa·S   吨钢消耗量/Kg
  0.70～0.85   930～980   0.14～0.18   0.3～0.5
为了在碱度较低的情况下，提高功能保护材料熔化均匀性，除了采用预熔渣型外，还利用多种组合材料减少分熔。
鞍钢重轨钢高温塑性较差，浇铸过程中结晶器内坯壳收到摩擦阻力大，易出现坯壳与结晶器壁粘结现象，因此要求功能保护材料对铸坯的润滑良好。通过添加少量化学熔剂，可改善功能保护材料玻璃化特性，提高功能保护材料的润滑能力，同时可改善功能保护材料熔化均匀性，并且为获得良好的熔融特性，功能保护材料以碳黑和石墨的混合配碳为好。现场试验表明，研制的功能保护材料在结晶器内熔化均匀、渣圈少，正常拉速时液渣厚度为10-12mm，每吨钢耗量为0.35-0.45Kg，铸坯表面无清理率达98％以上，能够满足鞍钢重轨钢的生产。
具体实施方式
一种大方坯重轨钢功能保护材料，其中SiO2的质量百分含量为32.0％、Ai2O3的质量百分含量为4.0％，CaO的质量百分含量为24％、F-的质量百分含量为6％、R2O的质量百分含量为11％、C的质量百分含量为4.5％。
所述功能保护材料的熔点950℃、粘度0.160Pa·S、R值0.75。
由于鞍钢重轨钢大方坯连铸采用多点矫直全弧形连铸机，结晶器设备有液面控制系统和电磁搅拌系统。钢水经过真空精炼后，钢水夹杂含量较低，因此要求功能保护材料必须熔化均匀，避免功能保护材料熔化不均匀和不合理结晶器流场下的卷渣，降低渣膜润滑性和铸坯洁净度。为了保证铸坯润滑和吸收夹杂物的能力，析晶比例控制在0，碱度R值取在0.7-0.85，粘度控制在0.160Pa·S，熔点控制在930-980℃间以保证功能保护材料的消耗量，功能保护材料性能指标选择结果如下表：
功能保护材料性能指标    表(1)
  碱度   熔点/℃   粘度/Pa·S   吨钢消耗量/Kg
  0.70-0.85   930-980   0.14-0.18   0.3-0.5
为了在碱度较低的情况下，提高功能保护材料熔化均匀性，除了采用预熔渣型外，还利用多种组合材料减少分熔。
2.组成分对功能保护材料的影响
按表(1)中设计出的成份来看，选择CaO、MgO、SiO2、Na2O、F-等特殊化学试剂成份来观察功能保护材料变化情况，在满足熔化温度的前提下，此特殊组分的加入还可降低白碱加入量。
3.配碳模式确定
研究表明，功能保护材料中加入碳质材料可以降低功能保护材料的致密化速度，从而抑制功能保护材料的烧结，在试验中所用的碳质材料中，碳黑降低致密化速率的效果优于石墨，其中以中超C黑效果最好，其次是半补强碳黑和鳞片石墨，加入2％-3％的碳黑和鳞片石墨，可以有效控制功能保护材料的熔化速度。
因此功能保护材料配C直选用混合配C模式，具体为4％C黑和2％的石墨配比，这样经过实际生产试验，结晶器内熔渣层厚度为10-12mm，每吨钢功能保护材料消耗量为0.3-0.6Kg/T，可以满足生产需求。
4.实验研究
通过上述研究试验，设计出鞍钢大方坯连铸重轨钢专用功能保护材料，主要指标如下表
  SiO2   Ai2O3   CaO   F-   R2O   C固   熔点/℃   粘度/Pa·S   R值
  32.0   4.0   24.0   6.0   11   4.5   950   0.160   0.75
5.实验结果
根据上述表格成份，所设计出的功能保护材料在结晶器内能较好的铺展开，熔化均匀，渣面活跃，产生的渣圈少，液渣层厚度为10-12mm，每吨钢渣耗量为0.35-0.45Kg/T。所浇注铸坯表面无清理率均为98％以上，铸坯皮下及内部质量良好，均能满足要求。
6、结论
鞍钢重轨钢高温塑性较差，浇铸过程中结晶器内坯壳收到摩擦阻力大，易出现坯壳与结晶器壁粘结现象，因此要求功能保护材料对铸坯的润滑良好。通过添加少量化学熔剂，可改善功能保护材料玻璃化特性，提高功能保护材料的润滑能力，同时可改善功能保护材料熔化均匀性，并且为获得良好的熔融特性，功能保护材料以碳黑和石墨的混合配碳为好。现场试验表明，研制的功能保护材料在结晶器内熔化均匀、渣圈少，正常拉速时液渣厚度为10-12mm，每吨钢耗量为0.35-0.45Kg，铸坯表面无清理率达98％以上，能够满足鞍钢重轨钢的生产。

Claims (2)

1.一种大方坯重轨钢功能保护材料，其特征在于：其中SiO2的质量百分含量为32.0％，Ai2O3的质量百分含量为4.0％，CaO的质量百分含量为24％，F-的质量百分含量为6％，R2O的质量百分含量为11％，C的质量百分含量为4.5％。
2.如权利要求1所述的功能保护材料，其特征在于：所述功能保护材料的熔点为950℃，粘度为0.160Pa·S，R值为0.75。
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