CN103128243A - 一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣 - Google Patents

一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣的原料配方重量份数比为：预熔料7～13份、萤石粉9～11份、工业纯碱4～6份、炭黑6份、土状石墨3～6份、钙球24～31份、精炼渣17～25份、碳酸锂3份、铝矾土9～15份、碳酸钡4份、碳酸锰3份、硼砂5份。本发明所公开的高铝连铸保护渣可以有效的解决高铝钢连铸过程中的夹杂物多且呈高熔点，使普通保护渣在使用过程中质量极易恶化，造成工艺不顺行和铸坯表面易出现裂纹、凹坑等质量缺陷，使钢铁企业的生产成本增加的问题，本发明在同等的资源条件下最大限度的发挥了其使用价值。

Description

一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣
技术领域
    本发明属于保护渣技术领域，尤其涉及一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣。
背景技术
    目前，国内大部分钢厂的许多钢种都使用铝脱氧，然而对于有些钢种，其本身含铝量就较高，如低碳铝镇静钢、38CrMoAl、含铝不锈钢、高铝TRIP基钢等，对于这些钢种的连铸来说，钢水里Al2O3类夹杂物较多，由于该类夹杂物或络合物的熔点较高，保护渣吸附后极容易使熔点和粘度升高，导致保护渣性能恶化，使用效果变差，从而导致产品质量下降，降低企业竞争力。
   在CN 102389955 A中公开了一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，其组成元素成份重量百分比满足：15% ≤ CaO ≤ 40%，3% ≤ SiO2≤ 15%，10% ≤ Al2O3≤ 20%，MgO ≤ 3%，Fe 2O3≤ 3%，6% ≤ F ≤ 15%，Na2O ≤ 1.5%，3% ≤ Li2O ≤ 10%，5% ≤ BaO ≤ 20%，SrO ≤ 5%，B2O3≤ 5%，2% ≤ C ≤ 15%，其余为杂质。按照上述成份范围，计算并称取所需原材料经混合加入矿热炉中熔化均匀，经过冷却，破碎加入所需量的碳质材料，再精磨，最后经喷雾颗粒干燥塔内干燥制粒。该保护渣降低渣钢反应性以减缓渣钢反应引起的保护渣性能恶化，提高了渣钢界面张力以防止卷渣，保证了良好的润滑铸坯和控制传热特性，提高了吸附Al2O3夹杂的能力，能够浇注出表面质量品质优异的高铝钢铸坯。
    对于该类钢种的连铸来说，目前国内的结晶器保护渣产品主要依赖进口，存在问题是：（1）保护渣成本高，造成产品的生产成本居高不下；（2）进口渣不能有效结合我国现场具体工艺情况及时做出相应的调整，难以满足实际需要；（3）由于高铝钢连铸过程中的夹杂物多且呈高熔点状，故保护渣在使用过程中质量极易恶化，造成工艺不顺行和铸坯表面质量问题较多，使钢铁企业的生产成本增加，所以需要一种成本较低、表面质量高的高铝钢专用连铸结晶器保护渣。
发明内容
    本发明的目的是提供一种成本较低、能提高高铝钢表面质量的高铝钢专用的连铸结晶器保护渣。
    实现本发明所采用的技术方案：一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣的原料配方重量为：预熔料7～13份、萤石粉9～11份、工业纯碱4～6份、炭黑6份、土状石墨3～6份、钙球24～31份、精炼渣17～25份、碳酸锂3份、铝矾土9～15份、碳酸钡4份、碳酸锰3份、硼砂5份。
   所述高铝钢专用的连铸结晶器保护渣，其化学成分重量百分比为：CaO+Al2O3％：40％～50％，且CaO％/Al2O3％＝0.6～1.0、BaO：4～7％、MgO：2～4％、MnO:2～4%、B2O3：0.4～0.6%，并保持不可避免的杂质SiO2总量小于5％，助熔剂配比为：Li2O：2～5％、Na：13～18％、F-：5～9%，其余为杂质。
   所述CaO％/Al2O3％为0.8。
   本发明的高铝钢连铸用结晶器保护渣的化学成份的作用机理及其限定原因如下：
CaO ：是保护渣中的主要成份，来源广，成本低，而且不会与钢液中Al 发生反应。但由于CaO 易与其它成份结合生成高熔点的结晶矿相，从而引起熔化温度升高；Al2O3 ：是典型的两性氧化物，在碱性熔渣中属于网络结构形成体，通过适当增大Al2O3 浓度和降低SiO2 浓度，能减少或抑制SiO2 的还原，但是含量并不是越多越好，所以本发明采用在CaO+Al2O3％：40％～50％，且CaO％/Al2O3％＝0.6～1.0的范围内。
    SiO2：是保护渣中的网络结构形成体，使保护渣熔渣形成玻璃相，以利于铸坯润滑，但是SiO2 易与钢液中Al 发生反应，从而导致保护渣成份发生改变，影响保护渣性能的稳定性，所以本发明将SiO2 含量控制在5%以内。
   BaO、MgO和MnO ：属于碱金属，在保护渣中代替CaO 能改善渣的玻璃化程度，但由于这三个碱金属本身的熔点较高，且易与其它成份结合生成高熔点的结晶矿相，故本发明中将其含量分别控制为：BaO：4～7％，MgO：2～4％，MnO:2～4%。
   F-：是一种主要的助熔剂，能促进枪晶石的生成，但是在高碱性的熔渣环境下，较高含量的CaF2 会以晶体形式存在，从而使得熔化温度上升，故本发明将F -含量控制在5-9% 范围。
Na和Li2O：Na 是一种主要的助熔剂，价格比较便宜，但是Na会与钢液中Al发生反应，且析出的Na-Al-O 晶体不利于铸坯到结晶器的传热，故本发明将Na含量控制在13-18%范围；Li2O 代替Na作为助熔剂，成本高，但作用明显，本发明将Li2O 含量控制在2～5% 范围。
    B2O3：属于酸性氧化物，是网络结构形成体，在SiO2 含量较低的情况下能协调熔渣酸碱性并改善保护渣润滑性，但B2O3 会与钢液中Al 发生反应，故本发明将B2O3 含量控制在0.4-0.6% 范围。
   C：在保护渣中充当骨架，能调节保护渣的熔化速度，加入炭黑能增加熔化速度，加入适量的土状石墨能够使其更加充分均匀的混合在保护渣中，使效果更加明显，所以炭黑6份、土状石墨3～6份。
   预熔料：主要化学成分为钙和硅的混合物。
     本发明根据不同成分的化学效果进行分析配比，发现在本发明的配方下，所得到的保护渣，不仅成本低而且效果明显，所得到的高铝钢不仅质量得到很大的提高而且成本低，本发明在同等的资源条件下最大限度的发挥了其使用价值。
具体实施方式
实施例一：
本实施例提供的高铝钢专用的连铸结晶器保护渣，见配料表1
Figure 2013100779586100002DEST_PATH_IMAGE001
                            配料表1
    A钢厂连铸工艺：浇铸断面220*1600mm2，拉速0.8～1.2m/min。 
    开浇起步时，将本发明保护渣均匀推入结晶器，要求均匀覆盖整个钢液面，保护渣总渣层（即粉渣层、烧结层、液渣层三层厚度之和）在30～60mm之间，保持黑渣操作，不得使钢液面裸露。
    开浇后，钢液面波动在5mm以内，拉速稳定在0.95m/min，此时测量液渣层厚度10mm左右。此后隔20min测一次液渣层，其厚度在8～12mm。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条状况良好，浇注工艺稳定时不用挑渣条。经统计，该保护渣渣耗量在0.56Kg/吨钢左右。
    观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率在99.9%以上。
    用本发明保护渣的中碳钢质量比A厂使用原有保护渣的合格率有了较大提高，一级品合格率由原来的89%提高到了99.8%以上。
实施例二：
本实施例提供的高铝连铸保护渣，见配料表2：
Figure 2013100779586100002DEST_PATH_IMAGE002
                       配料表2
   B钢厂连铸工艺：浇铸断面230*1600mm2，拉速0.9～1.3m/min。
   开浇起步时，将本发明保护渣均匀推入结晶器，要求均匀覆盖整个钢液面，保护渣总渣层（即粉渣层、烧结层、液渣层三层厚度之和）在30～60mm之间，保持黑渣操作，不得使钢液面裸露。
    开浇后，钢液面波动在3mm以内，拉速稳定在1.2m/min，此时测量液渣层厚度10mm左右。此后隔20min测一次液渣层，其厚度在9～12mm。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条状况良好，浇注工艺稳定时不用挑渣条。经统计，该保护渣渣耗量在0.52Kg/吨钢左右。
    观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率在98.9%以上。
    用本发明保护渣的中碳钢质量比B厂使用原有保护渣的合格率有了较大提高，中碳钢一级品合格率由原来的86%提高到了98%以上。
实施例三：
本实施例提供的高铝连铸保护渣，见配料表3：
Figure 2013100779586100002DEST_PATH_IMAGE003
                       配料表3
  C钢厂连铸工艺：浇铸断面220*1600mm2，拉速0.8～1.4m/min。
   开浇起步时，将本发明保护渣均匀推入结晶器，要求均匀覆盖整个钢液面，保护渣总渣层（即粉渣层、烧结层、液渣层三层厚度之和）在30～60mm之间，保持黑渣操作，不得使钢液面裸露。
   开浇后，钢液面波动在6mm以内，拉速稳定在1m/min，此时测量液渣层厚度10mm左右。此后隔20min测一次液渣层，其厚度在10～12mm。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条状况良好，浇注工艺稳定时不用挑渣条。经统计，该保护渣渣耗量在0.63Kg/吨钢左右。
   观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率在99.3%以上。
   用本发明保护渣的中碳钢质量比C厂使用原有保护渣的合格率有了较大提高，中碳钢一级品合格率由原来的86%提高到了99.2%以上。

Claims (3)

1.一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣，其特征在于：原料配方重量份数比为：预熔料7～13份、萤石粉9～11份、工业纯碱4～6份、炭黑6份、土状石墨3～6份、钙球24～31份、精炼渣17～25份、碳酸锂3份、铝矾土9～15份、碳酸钡4份、碳酸锰3份、硼砂5份。
2.根据权利要求1所述的高铝钢专用的连铸结晶器保护渣，其特征在于：化学成分重量百分比为：CaO+Al2O3％：40％～50％，且CaO％/Al2O3％＝0.6～1.0、BaO：4～7％、MgO：2～4％、MnO:2～4%、B2O3：0.4～0.6%，并保持不可避免的杂质SiO2总量小于5％，助熔剂配比为：Li2O：2～5％、Na：13～18％、F：5～9%，其余为杂质。
3.根据权利要求2所述的高铝钢专用的连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述CaO％/Al2O3％为0.8。
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