CN102029366B - 特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣及其制备方法，本发明公开的保护渣在包晶钢凝固过程中发生包晶反应，体积收缩过快或过大会不仅会带来诸如铸坯裂纹等表面质量问题，还且给连铸工艺顺行带来危险。考虑到包晶钢的这些特点，特厚板坯包晶钢保护渣应使用缓冷的思路，使用较高的碱度和较高的熔点，增大保护渣渣膜的热阻，减弱铸坯向外传热的速度并增加传热的均匀性。

Description

特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣及其制备方法

技术领域

本发明属于炼钢辅料技术领域，具体涉及一种特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣及其制备方法。

技术背景

特厚板坯连铸机是指可以浇铸坯厚≥350mm的板坯连铸机，由于特厚钢板产品对压缩比的较高要求，实际上特厚板坯连铸机可以生产的板坯厚度应达到400mm左右。

随着世界范围内造船、锅炉、高压容器、核能、装甲、重型设备制造业等的发展，对特厚板的需求量也越来越大，仅靠低效率的模铸法生产大单重特厚钢板已满足不了市场的需要。于是，作为“世界钢铁基地”，国内各大钢厂纷纷上马特厚板坯连铸机，例如近期已投产使用本发明特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣的首钢秦皇岛公司最大断面为400mm×2600mm的特厚板坯连铸机、江阴兴澄特种钢铁有限公司最大断面为380mm×2800mm的特厚板坯连铸机，在建即将投产的新余钢铁有限公司最大断面为420mm×2400mm的特厚板坯连铸机、南阳汉冶特钢最大断面为400mm×2700mm的特厚板坯连铸机等等。

特厚板的用途决定了特厚板坯连铸机主要是生产专用钢，比如造船、锅炉、高压容器、核能、装甲、z向板等专用钢。这些钢种大都是包晶钢、或在包晶钢基础上添加部分合金的低合金包晶钢，浇铸难度大，铸坯裂纹敏感性强，特厚板坯连铸机作为一种全新的铸机，加上浇铸的钢种也属较难浇铸钢种，国内止前尚无配套的成熟包晶钢连铸结晶器保护渣与之相适应，因此厚板坯包晶钢的钢铁生产厂家只好拿现成的普通厚板坯上用的包晶钢保护渣来用，但铸坯纵裂、横裂、凹陷、凹坑、漏钢等问题多多，无法满足需要，市场迫切的需要开发出一种能适应特厚板坯连铸需求的包晶钢连铸结晶器保护渣。

当前国内特厚板坯连铸生产中，包晶钢特厚板坯连铸生产有以下几个特点：一方面：特厚板坯本身浇铸难度大。特厚板坯由于断面较大，凝固时间长，内部容易发中心疏松和偏析，为了保证有较好的铸坯内部质量，拉速通常较低，但拉速较低时保护渣渣耗量较大，又可能会带来凹坑、凹陷等缺陷，同时，由于拉速较低，铸坯在结晶器内停留时间较长，铸坯出结晶器后温度偏低，在脆性温度区矫直的时候易在振痕处出现横裂缺陷、铸坯角部出现角裂等缺陷。另一方面：包晶反应带来的浇铸难度较大。包晶钢，一般是指钢水中碳含量在0.08％～0.18％的一类钢种，此类钢种由于在凝固的过程中会发生包晶反应，再加上特厚板坯连铸断面大，在包晶反应较大的体积收缩和线收缩条件下，很容易产生初生凝固坯壳收缩不均匀现象，影响保护渣渣膜的均匀分布，进而影响传热的均匀性和保护渣的润滑性能，可能会产生热应力裂纹以及润滑不好造成的摩擦力大漏钢。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种传热均匀性、润滑性好的特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣及其制备方法。

一种特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣，其化学成分及重量百分比如下，SiO₂：32.03％～34.04％、MgO：1.4％～3.4％、CaO：38.26～40.26％、Fe₂O₃：0.6～1.0％、Al₂O₃：4.0～6.0％、Na₂O：4.0～6.0％、F-：5.0～7.0％、固定碳6.0～9.0％，其融熔温度1165～1200℃，1300℃下粘度为0.2～0.3Pa.S。

上述特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣的制备方法，包括以下步骤：

a.制备特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣专用预熔料，将萤石：13～14份、白碱：7～9份、硅灰石：56～58份、钠长石：5～6份、方解石：10～11份、镁砂：1～2份、铝钒土：4～5份，经原料矿石破碎、原料制粉、配料、造块、干燥、熔炼、冷凝、制粉后获得该专用预熔料：其化学成分重量百分比为：氧化钙39.1～41.1％，二氧化硅33.3～35.3％、三氧化二铝4～6％、氧化镁1.5～3.5％、三氧化二铁0.5～1.4％、氟离子5.0～7.0％、氧化钠4.0～6.0％、其余为杂质元素，颗粒度为100目；

b.制备碳质材料：碳质材料为炭黑和石墨，二者比例为1∶2，颗粒度为100目；

c.制备助剂材料：助剂材料为粘合剂羧甲基纤维素钠和分散剂木质素磺酸钙，二者比例为3∶1，颗粒度，325目筛通过率99％以上；

d.将专用预熔料、碳质材料、助剂材料以89％～91％、7～9％、1％～2％的质量比例充分混合后，加水配制成浓度在50％～60％、粘度在10～20泊的料浆；

e.然后在喷雾造粒塔中，将喷枪喷吹压力控制在0.8-2.0Mpa、塔温控制在450～600℃造粒，要求成品水分小于0.4％，即得到本发明所述特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣。

本发明高锰高氮低镍不锈钢板坯连铸用结晶器保护渣碱度即CaO/SiO2为0.91～1.00，熔点1100℃～1160℃，1300℃下粘度0.3～0.6Pa.s。

本发明具体的设计思路和原理如下：

从特厚板坯连铸的特点来看，由于其断面大、拉速低，根据经验，吨钢渣耗量不宜过大，一般不宜超过1Kg/吨钢，过高的渣耗量将会使铸坯产生横裂纹、凹陷、凹坑等缺陷，因此，特厚板坯用连铸结晶器保护渣粘度不宜过小，应使较高的粘度，1300℃下粘度应控制在0.2～0.3Pa.S为宜。

从包晶钢连铸的特点分析，由于包晶钢凝固过程中发生包晶反应，体积收缩过快或过大会不仅会带来诸如铸坯裂纹等表面质量问题，还且给连铸工艺膜行带来危险。考虑到包晶钢的这些特点，特厚板坯包晶钢保护渣应使用缓冷的思路，使用较高的碱度和较高的熔点，增大保护渣渣膜的热阻，减弱铸坯向外传热的速度并增加传热的均匀性。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

本实施例提供的特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣，见配料表1：

A实验在某钢厂公司进行，浇铸断面400＊2200mm²，拉速0.4～0.8m/min，钢水中碳含量为0.103％，过热度控制在20～35℃。

整个浇铸过程较为稳定，保护渣在结晶器内铺展性良好、下渣均匀，结晶器向外传热热通量稳定，无粘结报警。

观察冷态下铸坯，铸坯表面总体平整光滑无异常，振痕清晰、规则，无纵裂、横裂、角裂、凹陷、凹坑等特厚板坯常见缺陷出现。

实施例2

本实施例提供的特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣，见配料表2：

B实验在某钢厂特厚板坯进行：浇铸断面380＊2200mm²，拉速0.5～0.9m/min，钢水中碳含量0.129％。

整个浇铸过程较为稳定，保护渣在结晶器内铺展性良好、下渣均匀，结晶器向外传热热通量稳定，无粘结报警。

观察冷态下铸坯，铸坯表面总体平整光滑无异常，振痕清晰、规则，无纵裂、横裂、角裂、凹陷、凹坑等特厚板坯常见缺陷出现。

实施例3

本实施例提供的特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣，见配料表1：

C实验在某钢厂进行，浇铸断面也是400＊2200mm²，拉速0.4～0.8m/min，钢水中碳含量为0.103％，过热度控制在20～35℃。

整个浇铸过程较为稳定，保护渣在结晶器内铺展性良好、下渣均匀，结晶器向外传热热通量稳定，无粘结报警。

观察冷态下铸坯，铸坯表面总体平整光滑无异常，振痕清晰、规则，无纵裂、横裂、角裂、凹陷、凹坑等特厚板坯常见缺陷出现。

Claims (2)

1.一种特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣，其特征在于：其化学成分及重量百分比如下，SiO₂：32.03%～34.04%、 MgO：1.4%～3.4%、 CaO：38.26～40.26%、 Fe₂O₃：0.6～1.0%、 Al₂O₃：4.0～6.0%、 Na₂O：4.0～6.0%、 F^-：5.0～7.0%、固定碳6.0～9.0%,其熔融温度1165～1200℃，1300℃下粘度为0.2～0.3Pa·S。

2.如权利要求1所述的特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣的制备方法，包括以下步骤：

a. 制备特厚板坯包晶钢专用连铸结晶器保护渣专用预熔料，将萤石：13～14份、白碱：7～9份、硅灰石：56～58份、钠长石：5～6份、方解石：10～11份、镁砂：1～2份、铝钒土：4～5份，经原料矿石破碎、原料制粉、配料、造块、干燥、熔炼、冷凝、制粉后获得该专用预熔料：其化学成分重量百分比为：氧化钙39.1～41.1%，二氧化硅33.3～35.3%、三氧化二铝4～6%、氧化镁1.5～3.5%、三氧化二铁0.5～1.4%、氟离子5.0～7.0%、氧化钠4.0～6.0%、其余为杂质元素，颗粒度为100目；

b. 制备碳质材料：碳质材料为炭黑和石墨，二者比例为1∶2，颗粒度为100目；

c. 制备助剂材料：助剂材料为粘合剂羧甲基纤维素钠和分散剂木质素磺酸钙，二者比例为3∶1，颗粒度，325目筛通过率99%以上；

d.将专用预熔料、碳质材料、助剂材料以89%～91%、7～9%、1%～2%的质量比例充分混合后，加水配制成浓度在50%～60%、粘度在10～20泊的料浆；

e. 然后在喷雾造粒塔中，将喷枪喷吹压力控制在0.8-2.0MPa、塔温控制在450～600℃造粒，要求成品水分小于0.4%，即得到所述结晶器保护渣。