CN102101162A

CN102101162A - Csp薄板坯高碳钢连铸用开浇渣

Info

Publication number: CN102101162A
Application number: CN2010105881642A
Authority: CN
Inventors: 李晓阳; 秦教武; 赵博; 汪国敏; 赵春宝
Original assignee: XIXIA LONGCHENG METALLURGICAL MATERIAL CO Ltd
Current assignee: XIXIA LONGCHENG METALLURGICAL MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: CN102101162B

Abstract

本发明公开了一种CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，在CSP薄板高碳钢连铸中，在使用硅铁时基本不会出现结冷钢、开浇渣结团和化渣不好现象；本发明开浇渣碱度较低、粘度适宜，另外硅铁快速氧化后可以和开浇渣的其他成分一起迅速形成碱度仅在0.5～0.7的酸性渣，且在酸性渣体系下，网络限制体二氧化硅含量较高，可以使已经使用了大量的氟化钠、萤石粉、白碱、冰晶石等熔剂材料的开浇渣形成的液渣粘度不会过低，保证液渣在初生凝固坯壳和结晶器壁之间形成均匀的渣膜并粘滞较长的时间，为CSP高碳钢开浇时提供稳定、连续的良好润滑效果。

Description

CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣

技术领域

本发明属于炼钢辅料技术领域，具体涉及一种CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣。

技术背景

CSP薄板坯连铸以其高效、短流程为主要特征，代表了当今最先进的带钢生产技术，近年来，国内已有珠钢、涟钢、包钢、邯钢、酒钢、马钢、武钢等钢厂引进了多套CSP连铸生产线。

CSP薄板坯连铸中，开浇失败是较常见的一类恶性事故，对连铸生产线影响巨大：直接造成非计划停浇，严重影响生产节奏，给钢厂带来极大人力物力浪费和经济效益损失。因而，解决开浇失败是各CSP连铸厂家亟待解决的重要问题，特别是近两年来，一些技术、经营理念比较先进的CSP连铸厂家逐渐从以前仅仅生产普通的低碳、中碳钢种，转向用CSP薄板连铸浇铸一些以前仅可以用模铸或用普通板坯连铸的、经济附加值较高的高碳钢类钢种(例如30CrMo、50Mn2V、65Mn等高碳钢种)。

高碳钢由于液相线温度低、初生坯壳收缩量小，要求开浇渣要有较高的发热量和较好的保温性能、同时开浇渣还要有较适宜的粘度和较好的玻璃特性以便既能填充初生凝固坯壳与结晶器壁之间的空隙又能起到良好润滑性能，由于高碳钢的这些特性，CSP薄板坯高碳钢连铸对开浇渣要求极高，而很多的CSP薄板坯连铸厂家往往依据拉中碳、低碳钢时的经验，直接使用了通用型开浇渣，造成开浇失败率较高。

通用型开浇渣一般成渣后的碱度在0.8左右，具有较快的成渣速度、较高的发热量、润滑性能良好因而使用范围也比较普遍，但由于通用型开浇渣在配方设计时并没有考虑到CSP薄板坯高碳钢连铸，因此，其化渣速度和润滑特性并不能完全满足CSP薄板坯高碳钢连铸使用。

经分析，CSP薄板坯连铸高碳钢使用通用开浇渣开浇失败机率高的主要原因有以下两个方面：

1.CSP薄板坯连铸要求开浇渣在短时间内快速形成大量液渣。CSP开浇拉速较高，一般开浇起步拉速即可达3.5m/min～4.2m/min，这就要求所使用开浇渣必须能够快速形成液渣以供给巨大的消耗速度并且保证润滑性能良好。而通用型开浇渣在一般情况下成渣速度较快、形成的液渣碱度适中在0.8左右、能够满足大多数机型大多数钢种的开浇使用包括在浇钢温度较高的CSP低碳和中碳使用时都问题不大，但CSP高碳钢连铸比较特殊，它的拉速高、单位时间内需要的液渣量大，且高碳钢的液相线温度又比较低、一般的通用开浇渣使用时由于钢水温度低化渣偏慢，在需求量大而液渣供给少的情况下容易开浇失败漏钢；

2.高碳钢(碳含量在0.26～1％)自身的特性导致容易CSP连铸开浇失败。首先，通常高碳钢钢水液相线温度要大大低于中碳钢和低碳钢，同时CSP连铸漏斗型结晶器内腔“上大下小”散热量大，当开浇渣保温性能不好和发热量不足时极易引起钢水在结冷钢，进而给现场操作判断带来困难，造成开浇失败；第二，高碳钢种与其他钢种在连铸时使用的开浇渣相比，前者要求开浇渣要有较低的碱度、熔点和适当的粘度。较低的碱度和熔点是为了保证开浇渣有良好的润滑性能，而适当的粘度则意味着粘度不能过高也不能过低，因为对于高碳钢来讲，开浇渣粘度太低时容易卷渣漏钢，而开浇渣粘度太高时则会因润滑不良可能导致漏钢事故。这再一次说明通用型开浇渣是无法满足CSP薄板坯高碳钢连铸要求的。

国内公开号为CN1257764的专利《预熔型发热开浇渣》同样不能满足CSP薄板坯连铸的需要，该专利公开了一种连铸中碳钢板坯的预熔型发热开浇渣配方，采用了使终渣接近于一般中碳钢保护渣理化性能的思路，使用了较高的碱度(1.1～1.3)，目的是解决板坯中碳钢裂纹等问题，该专利技术通过多年来在板坯中碳钢连铸开浇中的实践，发现其对控制板坯中碳裂纹、提高铸坯表面质量效果极好。但由于该专利提供的开浇渣成渣速度对于CSP连铸来说成渣速度依然太慢并且控制传热能力强而润滑效果对于高碳钢来说很差，因此并不适宜用来作CSP高碳钢连铸开浇渣。

CSP薄板坯高碳钢连铸的这些特性，决定了必须为专门的CSP薄板高碳钢连铸专用开浇渣，其并且要求该开浇渣须具有如下特性：

1.具有快速成渣能力，这就要求开浇渣要有较快的熔化速度；

2.具有良好的保温性能和较高的发热率，这就要求开浇渣不仅要可以发热还要保温；

3.成渣后其形成的液渣要有较低的碱度、熔点和适当的粘度，以保证有良好的润滑性能。

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CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，所适用的高碳钢碳含量在0.26％～1％。

一种CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，化学成分及重量百分含量如下：SiO₂：9％～19％、MgO：0.5％～1.5％、CaO：17～27％、Fe₂O₃：5～10％、Al₂O₃：2％～6.0％、Na₂O：10％～18％、F^-：9％～15％、NaNO₃：3％～6％、Fe：1.5％～4.5％、Si：10％～16％、固定碳：3％～7％、二氧化碳：4％～6％、杂质：0％～0.5％。

上述CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣的原料组成及重量百分比如下：氟化钠：1％～5％、萤石粉：10％～15％、白碱：10％～17％、冰晶石：7％～10％、焦粉：2％～6％、水泥熟料：15％～25％、玻璃粉：10％～15％、氧化铁红：4％～9％、硅铁：16％～20％、硝酸钠：2％～6％。

所述CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣加入结晶器后硅铁等发热剂氧化后，与其他材料相熔合生成的液渣碱度CaO/SiO₂在0.5～0.7。

本发明开浇渣制造方法为：所有原材料在使用前要求均匀搅拌。原材料中硅铁粒径小于1mm，其它原材料要求100目全通过、200目筛通过率大于98％，将所有原材料在搅拌机中搅拌，搅拌过程要求采取控温措施，要求物料在搅拌过程中温度不能超过30℃、相对湿度不超过80％，成品要求水分含量小于0.5％，搅拌均匀后按要求包装即可。

本发明方案与现有已存在的开浇渣技术相比，主要区别在于，本发明是第一个专门为CSP薄板坯高碳钢连铸设计的开浇渣，其配方、化学成分组成与现有开浇渣区别较大。与国内公开号为CN1257764的专利《预熔型发热开浇渣》相比，本发明一是不会因为害怕碳酸钠等物质受热分解放热而使用预熔型原料，因为气体的放出可以使开浇渣在微观上形成疏松多孔的结构利于热量弥散在整个渣层里面使开浇渣均匀稳定成渣，其带走的热量可以通过加大硅铁发热剂用量来弥补，另外原材料全部使用非预熔类型时其天然的原材料矿相和成分比较稳定且便于大规模的工业生产，在实际工业生产中，可以保证大批量生产产品时产品质量的稳定性和均一性；二是主要金属发热剂只使用了硅铁而不使用硅钙粉，主要是通过实践发现，在CSP薄板高碳钢连铸中，使用硅铁发热剂的开浇渣发热速度和发出热量要优于硅钙粉，在使用硅铁时基本不会出现结冷钢、开浇渣结团和化渣不好现象；三是本发明开浇渣碱度较低、粘度适宜，另外硅铁快速氧化后可以和开浇渣的其他成分一起迅速形成碱度仅在0.5～0.7的酸性渣，且在酸性渣体系下，网络限制体二氧化硅含量较高，可以使已经使用了大量的氟化钠、萤石粉、白碱、冰晶石等熔剂材料的开浇渣形成的液渣粘度不会过低，保证液渣在初生凝固坯壳和结晶器壁之间形成均匀的渣膜并粘滞较长的时间，为CSP高碳钢开浇时提供稳定、连续的良好润滑效果。

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CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，见配料表1：

原料	配比	化学成分	指标(％)
				氟化钠	3	二氧化硅	13.52
玻璃粉	12	氧化钙	21.89
				氟粉	12	氧化镁	0.75
水泥熟料	20	三氧化二铁	6.59
				白碱	13	三氧化二铝	3.21
焦粉	5	氧化钠	13.72
				硅铁	17	氟离子	10.95
氧化铁红	6	固定碳	4.25
				硝酸钠	4	硝酸钠	3.96
冰晶石	8	水分	0.23
						铁	2.55
		硅	12.75

		二氧化碳	5.3
				其它杂质	0.33
总计	100	总计	100

实验在L厂进行，浇铸断面70×1250mm²，起步拉速3.8m/min，钢种65Mn。

开浇起步时，将10Kg本发明开浇渣迅速均匀推入结晶器，整个结晶器钢液面上的开浇渣厚度应保持在20～40mm，注意靠近结晶器窄面的地方应适当加厚一点。

经长期使用统计，使用本发明开浇渣后，L厂CSP薄板坯连铸由之前的平均每百万吨钢开浇失败次数26次降低到2次以下，开浇的头坯无裂纹、振痕深、表面不光滑等使用其它开浇渣时的常见缺陷，铸坯表面质量也比较令人满意。

实施例2

本实施例提供的CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，见配料表2：

原料	配比	化学成分	指标(％)
				氟化钠	3	二氧化硅	13.75
玻璃粉	12.5	氧化钙	21.6
				氟粉	12	氧化镁	0.75
水泥熟料	19.5	三氧化二铁	6.58
				白碱	13	三氧化二铝	3.20
焦粉	5	氧化钠	13.78
				硅铁	17	氟离子	10.95
氧化铁红	6	固定碳	4.25
				硝酸钠	4	硝酸钠	3.96
冰晶石	8	水分	0.23
						铁	2.55
		硅	12.75
						二氧化碳	5.3
		其它杂质	0.35

总计

100

总计

100

本实验在Z厂进行，浇铸断面50×1250mm²，起步拉速4.2m/min，钢种50Mn2V。

经长期使用统计，使用本发明开浇渣后，Z厂CSP薄板坯连铸由之前的平均每百万吨钢开浇失败次数11次降低到1次以下，开浇的头坯无裂纹、振痕深、表面不光滑等使用其它开浇渣时的常见缺陷，铸坯表面质量也比较令人满意。

实施例3

本实施例提供的CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，见配料表2：

原料	配比	化学成分	指标(％)
				氟化钠	2	二氧化硅	14.25
玻璃粉	13	氧化钙	20.65
				氟粉	15	氧化镁	1.25
水泥熟料	16	三氧化二铁	7.9
				白碱	13	三氧化二铝	3.0
焦粉	4	氧化钠	10.5
				硅铁	19	氟离子	9.5
氧化铁红	6	固定碳	5.55
				硝酸钠	3	硝酸钠	4.45
冰晶石	9	水分	0.25
						铁	4.55
		硅	13.5
						二氧化碳	4.5
		其它杂质	0.15
				总计	100	总计	100

SiO₂：9％～19％、MgO：0.5％～1.5％、CaO：17～27％、Fe₂O₃：5～10％、Al₂O₃：2％～6.0％、Na₂O：10％～18％、F^-：9％～15％、NaNO₃：3％～6％、Fe：1.5％～4.5％、Si：10％～16％、固定碳：3％～7％、二氧化碳：4％～6％、杂质：0％～0.5％。

本实验在C厂进行，浇铸断面60×1250mm²，起步拉速4.0m/min，钢种60Mn2V。

经长期使用统计，使用本发明开浇渣后，Z厂CSP薄板坯连铸由之前的平均每百万吨钢开浇失败次数15次降低到1次以下，开浇的头坯无裂纹、振痕深、表面不光滑等使用其它开浇渣时的常见缺陷，铸坯表面质量也比较令人满意。

Claims

1.一种CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，其特征在于：其化学成分及重量百分含量如下：SiO₂：9％～19％、MgO：0.5％～1.5％、CaO：17～27％、Fe₂O₃：5～10％、Al₂O₃：2％～6.0％、Na₂O：10％～18％、F^-：9％～15％、NaNO₃：3％～6％、Fe：1.5％～4.5％、Si：10％～16％、固定碳：3％～7％、二氧化碳：4％～6％、杂质：0％～0.5％。

2.如权利要求1所述的CSP薄板坯高碳钢连铸用开浇渣，其特征在于，其原料组成及重量百分比如下：氟化钠：1％～5％、萤石粉：10％～15％、白碱：10％～17％、冰晶石：7％～10％、焦粉：2％～6％、水泥熟料：15％～25％、玻璃粉：10％～15％、氧化铁红：4％～9％、硅铁：16％～20％、硝酸钠：2％～6％。