CN103223477B - 高碳钢用连铸结晶器保护渣 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高碳钢用连铸结晶器保护渣，其组成成分的质量百分含量包括：SiO229.0～37.0％、CaO22.5～27.0％、MgO4.35～5.0％、A12O31.8～6.0％、Fe2O32.2～3.0％、Na2O9.0～12.0％、F5.2～6.0％、C6.5～9.0％、K2O≤2.0％、Li2O≤1.9％，其余为水分和杂质；所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的二元碱度CaO/SiO2为0.74±0.05，熔化温度为965±50℃，在1300℃时粘度为0.25±0.1Pa.S。本发明的高碳钢用连铸结晶器保护渣，适当降低了Na2O和CaF2的用量，增加K2O和Li2O助熔，可以使熔渣既具有合适的理化性能，又具有良好的玻璃性和润滑性，使铸坯的质量和产量得到大幅提高，具有较大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢-连铸技术领域，具体地说，涉及一种高碳钢用连铸结晶器保护渣。
背景技术
在连铸生产过程中，结晶器保护渣是连铸生产过程中最重要的辅助材料之一，其理化性能直接影响着连铸的稳定生产和铸坯的质量和产量，加入到结晶器内的保护渣必须具有合适的理化性能才能充分发挥其五大冶金功能：覆盖保温、防止二次氧化、吸收夹杂、在结晶器与铸坯间起润滑作用和改善结晶器与铸坯间的传热。
高碳钢与其它钢种相比具有以下的特点：1)零强度温度较低，略超过1300℃，1300℃时试样的抗拉强度较低，其高温塑性较差；2)由于P、S偏析，初生坯壳凝固收缩小，强度低，在钢水静压力作用下坯壳和结晶器接触紧密，拉坯过程中坯壳受到的摩擦阻力大，坯壳易与结晶器壁粘结，导致粘结漏钢；3)钢种液相线温度低，浇注温度和浇注速度较低，凝固速度慢，热强度差，裂纹敏感性大，容易产生表面裂纹。由于高碳钢具有上述特点，在浇注过程中，为保证连铸工艺顺行，除合理控制结晶器振动参数及稳定的浇铸工艺外，最关键的问题就是通过保护渣促进铸坯润滑，减小拉坯阻力。生产中，要求保护渣具有良好润滑的特点，降低其粘度及熔化温度，碱度相对要低，一定要使结晶器内熔渣在高温状态下具有较好的流动性和润滑性，保证结晶器内壁与坯壳之间的渣膜以玻璃质渣膜为主，这样才能控制好结晶器壁与凝固坯壳间的润滑和传热。保证稳定的操作性能，对于钢水温度与成分的波动，不能造成保护渣液渣物性参数的波动。否则在连铸生产过程中极易造成拉漏事故。
连铸保护渣使用的常规熔剂是Na2O和CaF2，高碳钢保护渣要求较低的熔化温度和粘度，如果仅以Na2O和CaF2做熔剂，所需的剂量较大，保护渣在使用过程中会有过多的枪晶石和霞石析出，易恶化坯壳与结晶器间的润滑，造成坯壳粘结漏钢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高碳钢用连铸结晶器保护渣，具有低熔化温度和低粘度。
本发明的技术方案如下：
一种高碳钢用连铸结晶器保护渣，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的组成成分的质量百分含量包括：SiO2 29.0～37.0％、CaO 22.5～27.0％、MgO4.35～5.0％、A12O3 1.8～6.0％、Fe2O3 2.2～3.0％、Na2O 9.0～12.0％、F 5.2～6.0％、C 6.5～9.0％、K2O≤2.0％、Li2O≤1.9％，其余为水分和杂质；所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的二元碱度CaO/SiO2为0.74±0.05，熔化温度为965±50℃，在1300℃时粘度为0.25±0.1Pa.S。
进一步，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO235.5％、CaO 26.6％、MgO 4.35％、A12O3 4.981％、Fe2O3 2.28％、Na2O 10.8％、F 5.2％、C 6.8％、K2O 1.45％和Li2O 0.85％。
进一步，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 36.3％、CaO 25.9％、MgO 4.56％、A12O3 5.02％、Fe2O3 2.45％、Na2O10.75％、F 5.8％、C 6.88％、K2O 1.56％和Li2O 0.645％。
进一步，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 36.1％、CaO 26.1％、MgO 4.86％、A12O3 4.98％、Fe2O3 2.53％、Na2O10.85％、F 5.35％、C 6.5％、K2O 1.61％和Li2O 0.72％。
进一步，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 29.2％、CaO 22.78％、MgO 5.0％、A12O3 5.75％、Fe2O3 2.83％、Na2O11.6％、F 5.57％、C 9.0％、K2O 2.0％和Li2O 1.03％。
进一步，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 36.9％、CaO 25.46％、MgO 4.98％、A12O3 1.85％、Fe2O3 2.98％、Na2O 9.1％、F 6.0％、C 7.0％、K2O 0.91％和Li2O 1.87％。
进一步：所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的熔化速度为40±15秒。
本发明的技术效果如下：
1、本发明的高碳钢用连铸结晶器保护渣，适当降低了Na2O和CaF2的用量，增加K2O和Li2O助熔，可以使熔渣既具有合适的理化性能，又具有良好的玻璃性和润滑性。
2、本发明的高碳钢用连铸结晶器保护渣具有低碱度和低粘度，低碱度可保证结晶器壁与坯壳间的润滑；低粘度可增大下渣量，缩短渣钢反应时间，减少其对保护渣理化性能的影响，同时增加了渣膜厚度，使铸坯实现了缓冷，以减轻坯壳局部应力造成的负面影响，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。
3、本发明的高碳钢用连铸结晶器保护渣具有低凝固温度，使熔渣在高温状态下具有较好的稳定性，不会由于结晶器弯月面处温度的波动影响熔渣层厚度，保证润滑。
4、本发明的高碳钢用连铸结晶器保护渣在连铸生产过程中，保证了结晶器与铸坯间的润滑，大大减少了漏钢率，使铸坯的质量和产量得到大幅提高，具有较大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的实施例1的高碳钢用连铸结晶器保护渣熔毕后试样图。
具体实施方式
实施例1：
生产的U71Mn钢的化学成分的质量百分含量为：C 0.72％、Si 0.30％、Mn 1.14％、P 0.013％、S 0.013％，其余为Fe和不可避免的残余杂质。浇注断面尺寸为280mm×380mm高碳钢方坯，拉速控制在0.60～0.75m/min。
本实施例的高碳钢用连铸结晶器保护渣的组成成分的质量百分含量为：SiO2 35.5％、CaO 26.6％、MgO 4.35％、A12O3 4.981％、Fe2O3 2.28％、Na2O10.8％、F 5.2％、C 6.8％、K2O 1.45％、Li2O 0.85％，其余为水和不可避免的杂质。保护渣的熔化温度(半球点)为980℃，凝固温度为856℃，粘度为1300℃时0.218Pa.S，碱度R为0.75。生产中对结晶器保护渣及其熔渣进行了取样检测。整个浇铸过程稳定，无粘结漏钢发生，铸坯质量良好，无表面纵裂和凹陷缺陷。如表1所示，为实施例1的高碳钢用连铸结晶器保护渣与熔渣的理化性能对比。从表1可以看出，保护渣在熔化过程中，其理化性能变化不大，与原始渣值基本相近。如图1所示，为本发明的实施例1的高碳钢用连铸结晶器保护渣熔毕后试样图。从图1可以看出高碳钢用连铸结晶器保护渣渣与生产中产生的熔渣熔化过程均匀。
表1实施例1的高碳钢用连铸结晶器保护渣与熔渣的理化性能对比
实施例2：
生产的U75V钢化学成分的质量百分含量为：C 0.74％、Si 0.76％、Mn0.82％、P 0.013％、S 0.027％，其余为Fe和不可避免的残余杂质。浇注断面尺寸为280mm×380mm高碳钢方坯，拉速控制在0.6～0.75m/min。
本实施例的高碳钢用连铸结晶器保护渣的组成成分的质量百分含量为：SiO2 36.3％、CaO 25.9％、MgO 4.56％、A12O3 5.02％、Fe2O3 2.45％、Na2O10.75％、F 5.8％、C 6.88％、K2O 1.56％、Li2O 0.645％，其余为水和不可避免的杂质。保护渣的熔化温度(半球点)为976℃，凝固温度为860℃，粘度为1300℃时0.24Pa.S，碱度R为0.71。整个浇铸过程稳定，无粘结漏钢现象发生，铸坯质量良好，无表面纵裂和凹陷缺陷。
实施例3：
生产的U75VG钢化学成分的质量百分含量为：C 0.72％、Si 0.65％、Mn0.85％、P 0.014％、S 0.013％，其余为Fe和不可避免的残余杂质。浇注断面尺寸为280mm×380mm高碳钢方坯，拉速控制在0.6～0.7m/min。
本实施例的高碳钢用连铸结晶器保护渣的组成成分的质量百分含量为：SiO2 36.1％、CaO 26.1％、MgO 4.86％、A12O3 4.98％、Fe2O3 2.53％、Na2O10.85％、F 5.35％、C 6.5％、K2O 1.61％、Li2O 0.72％，其余为水和不可避免的杂质。保护渣的熔化温度(半球点)为978℃，凝固温度为862℃，粘度为1300℃时0.23Pa.S，碱度R为0.72。整个浇铸过程稳定，无粘结漏钢现象发生，铸坯质量良好，无表面纵裂和凹陷缺陷。
实施例4：
生产的U75V钢化学成分的质量百分含量为：C 0.71％、Si 0.75％、Mn0.92％、P 0.010％、S 0.015％，其余为Fe和不可避免的残余杂质。浇注断面尺寸为280mm×380mm高碳钢方坯，拉速控制在0.6～0.7m/min。
本实施例的高碳钢用连铸结晶器保护渣的组成成分的质量百分含量为：SiO2 29.2％、CaO 22.78％、MgO 5.0％、A12O3 5.75％、Fe2O3 2.83％、Na2O 11.6％、F 5.57％、C 9.0％、K2O 2.0％、Li2O 1.03％，其余为水和不可避免的杂质。保护渣的熔化温度(半球点)为985℃，凝固温度为868℃，粘度为1300℃时0.20Pa.S，碱度R为0.78。整个浇铸过程稳定，无粘结漏钢现象发生，铸坯质量良好，无表面纵裂和凹陷缺陷。
实施例5：
生产的U71MnK钢化学成分的质量百分含量为：C 0.69％、Si 0.31％、Mn 1.27％、P 0.010％、S 0.013％，其余为Fe和不可避免的残余杂质。浇注断面尺寸为280mm×380mm高碳钢方坯，拉速控制在0.60～0.75m/min。
本实施例的高碳钢用连铸结晶器保护渣的组成成分的质量百分含量为：SiO2 36.9％、CaO 25.46％、MgO 4.98％、A12O3 1.85％、Fe2O3 2.98％、Na2O 9.1％、F 6.0％、C 7.0％、K2O 0.91％、Li2O 1.87％，其余为水和不可避免的杂质。保护渣的熔化温度(半球点)为970℃，凝固温度为859℃，粘度为1300℃时0.28Pa.S，碱度R为0.69。整个浇铸过程稳定，无粘结漏钢现象发生，铸坯质量良好，无表面纵裂和凹陷缺陷。
本发明的高碳钢连铸用结晶器保护渣，在原料中增加了K2O和Li2O的含量，从而降低了保护渣的熔化温度、凝固温度、结晶温度和粘度，使保护渣具有良好的均匀性和流动性，在浇注液相线温度在1460-1480℃的高碳钢时，熔渣的玻璃性能得到良好的改善，熔渣在高温状态下具有较好的流动性和稳定性，消除了非牛顿流体的润滑以及因结晶引起的铸坯散热不均，大大降低了浇铸过程中的粘结漏钢率，保证连铸的顺行。低粘度可增大下渣量缩短渣钢反应时间，减少其对保护渣理化性能的影响，同时增加了渣膜厚度，使铸坯实现了缓冷，以减轻坯壳局部应力造成的负面影响，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。低凝固温度使熔渣在高温状态下具有较好的稳定性，不会由于结晶器弯月面处温度的波动影响熔渣层厚度，保证润滑。在保证保护渣具有低粘度和熔化温度的同时，减少了使用过程中，保护渣中晶体的析出，保证熔渣具有良好的润滑性。在实际连铸生产中，使用效果良好，大大减少了粘结漏钢率，保证了连铸的顺行及良好的铸坯表面质量。
Claims (7)
1.一种高碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的组成成分的质量百分含量包括：SiO2 29.0～37.0％、CaO 22.5～27.0％、MgO 4.35～5.0％、A12O3 1.8～6.0％、Fe2O3 2.2～3.0％、Na2O 9.0～12.0％、F 5.2～6.0％、C 6.5～9.0％、K2O≤2.0％、Li2O≤1.9％，其余为水分和杂质；所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的二元碱度CaO/SiO2为0.74±0.05，熔化温度为965±50℃，在1300℃时粘度为0.25±0.1Pa.S。
2.如权利要求1所述的高碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 35.5％、CaO 26.6％、MgO 4.35％、A12O3 4.981％、Fe2O3 2.28％、Na2O 10.8％、F 5.2％、C 6.8％、K2O 1.45％和Li2O 0.85％。
3.如权利要求1所述的高碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 36.3％、CaO 25.9％、MgO 4.56％、A12O3 5.02％、Fe2O3 2.45％、Na2O 10.75％、F 5.8％、C 6.88％、K2O 1.56％和Li2O 0.645％。
4.如权利要求1所述的高碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 36.1％、CaO 26.1％、MgO 4.86％、A12O3 4.98％、Fe2O3 2.53％、Na2O 10.85％、F 5.35％、C 6.5％、K2O 1.61％和Li2O 0.72％。
5.如权利要求1所述的高碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 29.2％、CaO 22.78％、MgO 5.0％、A12O3 5.75％、Fe2O3 2.83％、Na2O 11.6％、F 5.57％、C 9.0％、K2O 2.0％和Li2O 1.03％。
6.如权利要求1所述的高碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的化学成分的质量百分含量包括：SiO2 36.9％、CaO 25.46％、MgO 4.98％、A12O3 1.85％、Fe2O3 2.98％、Na2O 9.1％、F 6.0％、C 7.0％、K2O 0.91％和Li2O 1.87％。
7.如权利要求1～6任一项所述的高碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述高碳钢用连铸结晶器保护渣的熔化速度为40±15秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150603 Effective date of abandoning: 20220701 |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
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| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
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