CN101758176A - 一种双层中间包覆盖剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双层中间包覆盖剂，它由上层覆盖剂与下层覆盖剂构成，上层覆盖剂不与钢水接触，下层覆盖剂直接接触钢水。上层覆盖剂比例15～45％，下层覆盖剂比例55～85％。上层覆盖剂的质量百分配比为：CaO：1～5，MgO：1～8，SiO2：88～92，Al2O3：1～5，C：1～5，其余为不可避免的杂质。下层覆盖剂的质量百分配比为：CaO：56～63，MgO：3～11，SiO2：1～8，Al2O3：23～28，C：0.01～0.8，其余为不可避免的杂质。本双层中间包覆盖剂保温性能较好，吸收Al2O3非金属夹杂物能力较强，氧化性较弱，使钢水增碳量较低，可用于无间隙原子钢的连铸生产。

Description

一种双层中间包覆盖剂
技术领域
本发明属于连铸技术领域，特别是提供了一种双层中间包覆盖剂。
背景技术
在连铸工序，中间包是钢包与结晶器之间的过渡容器，其工艺目的在于稳定钢流，减小钢水静压力，减轻钢流对结晶器液面的冲击；将钢水分配到多流连铸机的每个结晶器；储存适当数量的钢水以实现多炉连浇等。
随着对钢纯净度要求的不断提高，人们已不再把中间包看作是钢包和结晶器之间的一个简单的耐火材料过渡容器，而将其作为一个精炼容器并不断开发其冶金功能，其中在中间包钢液面上加入覆盖剂是中间包冶金最简单有效的一种技术。中间包覆盖剂的作用主要包括：(1)绝热保温，减少钢水温降；(2)隔绝空气，防止钢水二次氧化；(3)吸附上浮到钢渣界面处的非金属夹杂物、耐火材料颗粒等，净化钢水；(4)不能对无间隙原子钢水增碳或者仅允许有极低的增碳量等。
中间包覆盖剂可分为酸性、中性和碱性三类。酸性覆盖剂粘度较大，保温性能较好，但吸收Al2O3非金属夹杂物能力较低，而且渣中FeO含量高，氧化性高，易使钢水发生二次氧化。碱性覆盖剂液渣粘度较小，碱度较高，有利于吸收Al2O3等非金属夹杂物，但其保温性能差。一般酸性覆盖剂和碱性覆盖剂中碳质材料含量较高，极易使钢水增碳，不能用于无间隙原子钢生产。中性覆盖剂性能介于酸性与碱性覆盖剂之间，应用并不太多。
在连铸工序采用双层中间包覆盖剂可较好地克服酸性覆盖剂和碱性覆盖剂的上述不足。
在本发明之前，虽然已经公开了多项有关中间包覆盖剂的发明专利，但仅有两项与双层中间包覆盖剂有关。
2003年5月14日公开的专利号为ZL 01132125.3的“双层型碱性颗粒中间包覆盖剂”发明专利，提供了一种双层型碱性颗粒中间包保温覆盖剂，但未能提供该覆盖剂在保温、抑制钢水二次氧化、吸附Al2O3非金属夹杂物、防止或减少钢水增碳量等方面的量化数据。
2009年1月21日公开的公开号为CN101347823的“双层连铸中间包覆盖剂的应用方法”发明专利，提供了一种双层连铸中间包覆盖剂的应用方法，其中无间隙原子钢水在整个浇次中的平均增碳量为5×10-4％，钢中总氧含量在30×10-4％以下，但未能提供该覆盖剂在保温效果和吸附Al2O3非金属夹杂物方面的量化数据。
各种钢用的覆盖剂相差很大，对无间隙原子钢连铸要求严格，其它钢种所用双层覆盖剂不能用于无间隙原子钢。
发明内容
为了克服现有双层中间包覆盖剂的上述不足，本发明提供一种无间隙原子钢用双层中间包覆盖剂，本双层中间包覆盖剂保温性能较好，吸收Al2O3非金属夹杂物能力较强，氧化性较弱，引起钢水的增碳量较低。
为了达到上述目的，并解决酸性覆盖剂吸收Al2O3非金属夹杂物能力较低、氧化性高和碱性覆盖剂保温性能差，一般酸性覆盖剂和碱性覆盖剂极易使钢水增碳等问题，本发明主要通过中间包覆盖剂结构及其化学成分的合理匹配，提供一种无间隙原子钢用双层中间包覆盖剂。
本发明所述无间隙原子钢用双层中间包覆盖剂由上下两层覆盖剂构成，上层覆盖剂不与钢水接触，主要起保温作用；下层覆盖剂直接接触无间隙原子钢的钢水，主要起到吸收Al2O3非金属夹杂物和避免向无间隙原子钢水增碳的作用。
本双层中间包覆盖剂由上层覆盖剂和下层覆盖剂构成，上层覆盖剂和下层覆盖剂的相对质量百分配比为：
上层覆盖剂比例15～45％    下层覆盖剂比例55～85％；
下层覆盖剂直接接触无间隙原子钢的钢水。
其中上层覆盖剂化学成分的质量百分配比与主要物理参数为：
CaO：1～5    MgO：1～8    SiO2：88～92
Al2O3：1～5  C：1～5，其余为不可避免的杂质；
熔点1280±50℃，1350℃熔速60～80秒。
下层覆盖剂化学成分的质量百分配比与主要物理参数为：
CaO：56～63    MgO：3～11    SiO2：1～8
Al2O3：23～28  C：0.01～0.8，其余为不可避免的杂质。
熔点1250±50℃，1350℃熔速50～75秒。
上述双层中间包覆盖剂的上层覆盖剂与下层覆盖剂的较佳的相对比例为：
上层覆盖剂30％    下层覆盖剂的比例70％；
上层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：2.1    MgO：2.5    SiO2：91.6    Al2O3：2.3
C：1.2其余为不可避免的杂质；熔点1283℃，1350℃熔速69秒。
下层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：59.8    MgO：8.2    SiO2：5.8    Al2O3：25.3
C：0.6其余为不可避免的杂质。熔点1251℃，1350℃熔速61秒。
本发明与专利号为ZL 01132125.3的“双层型碱性颗粒中间包覆盖剂”发明专利、公开号为CN101347823的“双层连铸中间包覆盖剂的应用方法”发明专利的对比见表1。
表1
  中间包钢水温度极差(℃)   熔渣层中Al2O3增加量(％)   中间包钢水总氧含量(10-4％)   钢水平均增碳量(10-4％)
  本发明双层中间包覆盖剂   ＜5   ＞8.3   ≤25   3
  对比专利ZL01132125.3   (未提供)   (未提供)   (未提供)   (未提供)
  中间包钢水温度极差(℃)   熔渣层中Al2O3增加量(％)   中间包钢水总氧含量(10-4％)   钢水平均增碳量(10-4％)
  对比专利CN101347823   (未提供)   (未提供)   ≤30   5
由表1可以看出，在无间隙原子钢的连铸过程中使用本发明所述双层中间包覆盖剂时，中间包钢水的温度极差＜5℃，中间包覆盖剂熔渣层中Al2O3增加量＞8.3％，中间包钢水总氧含量≤25×10-4％，钢水平均增碳量为3×10-4％，对比专利ZL 01132125.3未能提供相应数据；对比专利CN101347823中间包钢水总氧含量≤30×10-4％，钢水平均增碳量为5×10-4％，但未能提供中间包钢水温度极差和覆盖剂熔渣层中Al2O3增加量方面的量化数据。这表明，本发明所述无间隙原子钢用双层中间包覆盖剂保温性能较好，吸收Al2O3非金属夹杂物能力较强，氧化性较弱，使钢水增碳量较低，可用于无间隙原子钢的连铸生产，解决了酸性覆盖剂吸收Al2O3非金属夹杂物能力较低、氧化性高和碱性覆盖剂保温性能差，一般酸性覆盖剂和碱性覆盖剂极易使钢水增碳等问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明所述双层中间包覆盖剂进行详细说明，但本双层中间包覆盖剂的具体应用方式不局限于下述实施例。
下述各实施例的生产条件为大包下渣检测装置，钢水全程无氧化保护浇铸，中间包容量30吨，中间包内设挡渣墙。
采用测温枪测定中间包钢水温度。
按照YB/T4177-2008炉渣《X射线荧光光谱分析方法》分析中间包覆盖剂熔渣层中Al2O3含量。
按照GB/T11261-2006《钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法》分析中间包钢水总氧含量。
按照GB/T 20126-2006《非合金钢低碳含量的测定第2部分：感应炉(经预加热)内燃烧后红外吸收法》分析中间包钢水增碳量。
实施例一
本实施例的上层覆盖剂与下层覆盖剂的(相对比例)质量百分配比为：
上层覆盖剂比例30％    下层覆盖剂比例70％；
上层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：2.1    MgO：2.5    SiO2：91.6    Al2O3：2.3
C：1.2其余为不可避免的杂质。
下层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：59.8    MgO：8.2    SiO2：5.8    Al2O3：25.3
C：0.6其余为不可避免的杂质。
下层覆盖剂直接接触无间隙原子钢的钢水。
本实施例中，采用测温枪测定中间包钢水温度，中间包钢水温度极差4℃。按照YB/T4177-2008炉渣《X射线荧光光谱分析方法》分析中间包覆盖剂熔渣层中Al2O3含量，中间包覆盖剂熔渣层中Al2O3增加量9.9％。按照GB/T 11261-2006《钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法》分析中间包钢水总氧含量，中间包钢水总氧含量23×10-4％。按照GB/T 20126-2006《非合金钢低碳含量的测定第2部分：感应炉(经预加热)内燃烧后红外吸收法》分析中间包钢水增碳量，钢水增碳量为3.1×10-4％。
实施例二
本实施例的上层覆盖剂与下层覆盖剂的(相对比例)质量百分比为：
上层覆盖剂32％    下层覆盖剂的比例68％；
上层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：1.9    MgO：2.3    SiO2：91.2    Al2O3：2.9
C：2.9其余为不可避免的杂质。
下层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：61.2    MgO：5.8    SiO2：5.6    Al2O3：26.6
C：0.5其余为不可避免的杂质。
下层覆盖剂直接接触无间隙原子钢的钢水。
本实施例中，用测温枪测定中间包钢水温度，中间包钢水温度极差4℃。按照YB/T4177-2008炉渣《X射线荧光光谱分析方法》分析中间包覆盖剂熔渣层中Al2O3含量，中间包覆盖剂熔渣层中Al2O3增加量9.3％。按照GB/T 11261-2006《钢铁氧含量的测定脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法》分析中间包钢水总氧含量，中间包钢水总氧含量19×10-4％。按照GB/T 20126-2006《非合金钢低碳含量的测定第2部分：感应炉(经预加热)内燃烧后红外吸收法》分析中间包钢水增碳量，钢水增碳量为2.8×10-4％。

Claims (5)

1.一种双层中间包覆盖剂，它由上层覆盖剂和下层覆盖剂构成，其特征是：上层覆盖剂不与钢水接触，下层覆盖剂直接接触无间隙原子钢的钢水。
2.根据权利要求1所述的双层中间包覆盖剂，其特征是上层覆盖剂与下层覆盖剂的质量百分配比为：
上层覆盖剂    15～45％，下层覆盖剂    55～85％；
其中上层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：1～5      MgO：1～8    SiO2：88～92
Al2O3：1～5    C：1～5其余为不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的双层中间包覆盖剂，其特征是下层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：56～63    MgO：3～11    SiO2：1～8    Al2O3：23～28
C：0.01～0.8其余为不可避免的杂质。
4.根据权利要求1或2所述的双层中间包覆盖剂，其特征是：上层覆盖剂与下层覆盖剂的相对比例为：
上层覆盖剂30％    下层覆盖剂的比例70％；
上层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：2.1    MgO：2.5    SiO2：91.6    Al2O3：2.3
C：1.2其余为不可避免的杂质；
熔点1283℃，1350℃熔速69秒。
5.根据权利要求4所述的双层中间包覆盖剂，其特征是下层覆盖剂化学成分的质量百分配比为：
CaO：59.8    MgO：8.2    SiO2：5.8    Al2O3：25.3
C：0.6其余为不可避免的杂质。
熔点1251℃，1350℃熔速61秒。
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