CN101758174B

CN101758174B - 一种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷缺陷的保护渣

Info

Publication number: CN101758174B
Application number: CN2009102443747A
Authority: CN
Inventors: 刘洋; 王文军; 吕延春; 李占军; 姜中行; 王海宝; 朱志远; 王玉龙; 李景光; 危耀环; 杨国伟; 关春阳
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2029-12-30
Also published as: CN101758174A

Abstract

本发明涉及一种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷缺陷的保护渣。该保护渣组成元素成份的重量百分比为：CaO：38.02％～40.1％、SiO₂：28.8～30.02％、CaF₂：9.9～10.5％、Na₂O：9.06～9.5％、MgO：1.55～1.93％、AL₂O₃：1.5～1.93％、Li₂O：0.01～0.037％、MnO：0.035～0.053％。该保护渣具有良好的润滑性、铺展性；有较高的熔化速度，能够及时补充液渣的快速消耗；碱度较高，具有很强的吸附夹杂的能力；粘度适宜、析晶温度合理，对均匀缓缓起到重要的作用。浇注包晶钢厚规格板坯时使用此保护渣，大幅度减少由结晶器液面波动引起的卷渣缺陷，传热均匀性大大提高，铸坯表面质量良好。

Description

一种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷缺陷的保护渣

技术领域

本发明属于炼钢-连铸技术领域，特别是提供种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷缺陷的新型保护渣，有效的控制了结晶器热流的均匀性，适用于高效稳定厚规格板坯连铸过程，保证了铸坯质量。

背景技术

连铸包晶钢C在0.08～0.18％时，在凝固过程发生包晶反应，当C在0.10％时，高温下弯月面附近初生坯壳δ相与γ相间的转化率为100％，伴随着最大的坯壳线收缩，这种不规则收缩主要集中在结晶器弯月面下100mm范围内，因而初生坯壳与结晶器热面之间的空隙最大，结晶器热流不稳定，使得连铸过程中坯壳在靠近弯月面区域和角部区域的收缩很不规则，坯壳生长不均匀，易形成粗大柱状晶，热流量和窄宽热流比如果不合适，容易产生表面纵裂纹和凹陷等表面质量缺陷。而厚规格连铸坯在凝固过程中需要带走更多的热量，结晶器的热交换更加剧烈，传热不适宜导致铸坯缺陷的机率大大增加。结晶器中热量的导出促使坯壳生长，浇铸过程中结晶器热流的变化是衡量凝固坯壳生长的有效指标。因此需控制结晶器的宽窄面间的热流，最为有效的手段是结晶器均匀缓慢传热。为达到这一目的，采用较高熔化温度、较低粘度和较高结晶温度的保护渣。熔化温度高使坯壳与结晶器间形成比较厚的固态渣层，构成较大热阻，使传热减缓；较低粘度的保护渣既改善润滑效果，又减少了裂纹的发生，并且保证了连铸过程的渣耗；随着结晶相在气隙液渣膜中析出和长大，造成微小孔隙和龟裂，使渣膜热阻增大，减小结晶器传热速率，因此要提高保护渣的结晶温度；需要稳定的熔融结构，不会由于拉速的较大波动影响熔渣层厚度；要具有良好的熔解、吸收夹杂物能力，且吸收夹杂物后物理性能保持稳定。国内外目前倾向于采用较高碱度保护渣，通过减少玻璃体达到减缓传热，从而达到减少纵裂纹的目的。但保护渣碱度过高，导致析晶温度高，易恶化坯壳的润滑，造成坯壳粘结漏钢。本发明涉及一种全新开发的有效控制包晶钢厚板坯热流均匀性的新型保护渣，保护渣采用较高碱度，以及较低的粘度，合适的熔化温度、熔化速度和结晶温度。

发明内容

本发明目的在与提供一种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷的保护渣，能够稳定控制包晶钢板坯结晶器热流的均匀性。

本发明的保护渣组分成份重量百分比为：CaO：38.02％～40.1％、SiO₂：28.8～30.02％、CaF₂：9.9～10.5％、Na₂O：9.06～9.5％、MgO：1.55～1.93％、AL₂O₃：1.5～1.93％、Li₂O：0.01～0.037％、MnO：0.035～0.053％。

本发明的保护渣的二元碱度CaO/SiO₂为1.27～1.39，综合碱度([CaO+(56/78)CaF₂]/SiO₂)为1.5～1.65。

保护渣的熔化温度为1081℃，流动温度1129℃，粘度为0.92Pa.s。

本发明的保护渣设计思路与通常包晶钢保护渣不同，添加了Li₂O，与目前公开发布的包晶钢保护渣专利具有根本区别。Li₂O不进能够大大降低渣熔化温度，而且能够降低保护渣熔渣在冷凝过程中的析晶温度和粘度转折温度，扩大了具有良好润滑功能的液渣比例，促使固态结晶渣膜晶粒细小，晶粒界面增多，有效地削弱了通过晶界的以热振动方式进行的传导传热，从而减缓和均匀了弯月面区域的热流密度。本发明的优点在于具有良好的润滑性、铺展性；有高的熔化速度，能够及时补充液渣的快速消耗，有很强的吸附夹杂的能力，粘度适宜、析晶温度合理，对均匀缓缓起到重要的作用，铸坯质量良好。实践证明，浇注包晶钢连铸厚板坯使用此新型保护渣，由结晶器液面波动引起的卷渣缺陷大幅度减少，传热均匀性大大提高，铸坯表面质量好。

具体实施方式

实例1：

国内某厂在浇注320mm规格厚板坯的时候，铸坯窄面出现大面积凹陷和窄面横裂纹，目前国内外未见任何报道。

使用成份为：CaO：38.05％、SiO₂：30.01％、CaF₂：10.2％、Na₂O：9.43％、MgO：1.88％、AL₂O₃：1.67％、Li₂O：0.035％、MnO：0.042％、C：8.5％、S：0.183％的保护渣浇注某包晶钢板坯，断面尺寸为1800mm×320mm，结晶器浸入水口插入深度为150mm、水口角度为15℃，拉速为0.7m/min，对结晶器铜板热流密度进行了测试，并与原先使用的保护渣对比。使用新渣以后，由于结晶器流场发生了改变，保护渣得到充分熔化，液渣层均匀渗透于铸坯与结晶器中，结晶器内外弧热流量都得到不同程度的降低，这对浇注中碳亚晶钢所要求的结晶器均匀缓冷非常合适。结晶器内弧面的平均热流量减小0.18MW/m²，最大热流量差值为0.31MW/m²，结晶器外弧面平均热流量减少0.28MW/m²，最大差值为0.51MW/m²。

可以看出，使用改进保护渣后，结晶器热面温度得到了降低，变化较平缓，温度波动较低，实现了缓冷效果。窄面凹陷和横裂纹缺陷得到有效控制，基本消失。

实例2：

某厂在浇注250mm规格厚板坯的时候，铸坯窄面出现也经常出现凹陷和窄面横裂纹。

使用成份为：CaO：38.02％、SiO₂：28.8％、CaF₂：9.9％、Na₂O：9.06％、MgO：1.55％、AL₂O₃：1.5％、Li₂O：0.01％、MnO：0.035％、C：8.2％、S：1.1％、其余为杂质的保护渣浇注某包晶钢板坯，断面尺寸为2000mm×250mm，结晶器浸入水口插入深度为130mm、水口角度为15℃，拉速为0.9m/min，使用新渣以后，窄面凹陷和横裂纹缺陷均基本消失，铸坯质量良好。

实例3：

使用成份为：CaO：40.1％、SiO₂：30.02％、CaF₂：10.5％、Na₂O：9.5％、MgO：1.93％、AL₂O₃：1.93％、Li₂O：0.037％、MnO：0.053％、C：5.02％、其余为杂质的保护渣浇注某包晶钢板坯，断面尺寸为2400mm×250mm，结晶器浸入水口插入深度为120mm、水口角度为13℃，拉速为0.85m/min，使用新渣以后，窄面凹陷和横裂纹缺陷均基本消失，铸坯质量良好。

Claims

1.一种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷缺陷的保护渣，其组成成份的重量百分比为：CaO：38.02％～40.1％、SiO₂：28.8～30.02％、CaF₂：9.9～10.5％、Na₂O：9.06～9.5％、MgO：1.55～1.93％、AL₂O₃：1.5～1.93％、Li₂O：0.01～0.037％、MnO：0.035～0.053％，其余为杂质。

2.根据权利要求1所述的一种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷缺陷的保护渣，其特征在于，保护渣的二元碱度CaO/SiO₂为1.27～1.39，综合碱度([CaO+(56/78)CaF₂]/SiO₂)为1.5～1.65。

3.根据权利要求1所述的一种有效控制包晶钢厚板坯窄面凹陷缺陷的保护渣，其特征在于，保护渣熔化温度为1081℃，流动温度1129℃，粘度为0.92Pa.s。