CN103372637B - 结晶器保护渣 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及连铸浇钢技术，尤其涉及一种低钠镀锡板结晶器保护渣。一种结晶器保护渣，其化学成分重量百分比为：SiO2 36.5-42.5%，Al2O3 2.7-5.7%，CaO 36.5-40.5%，MgO 1.5-2.2%，Na2O 1.3-1.9%，F.C 1.5-2.5%，Li2O 1.8-2.5%，T.C 2.6-4.2%，F 6.0-9.0%，CaO/SiO2 0.86-1.11。所述保护渣熔点1040±20℃，粘度0.4±0.10Pa.S，H2O小于等于0.5%。所述保护渣能适应镀锡板拉速1.4-1.5m/min的生产。本发明的保护渣能减少由于保护渣成分中Na2O超标造成的批量缺陷质量事故，并能提高镀锡板系列钢种的拉速。

Description

结晶器保护渣
技术领域
    本发明涉及连铸浇钢技术，尤其涉及一种低钠镀锡板结晶器保护渣。
背景技术
在开浇时必须向连铸结晶器内时刻不断的加入保护渣。一方面是为了防止连铸结晶器内钢水在中间包内造成二次氧化，另一方面是在结晶器内的钢水与结晶器铜板之间形成一层润滑膜以保证浇注的顺利进行，其次还有利于夹杂物的上浮，提高板坯质量。
这种保护渣的作用有：1、在结晶器铜板和初生坯壳之间形成一层润滑膜，起到润滑作用，防止粘结性漏钢；2、覆盖结晶器内钢水表面，隔绝空气，防止钢水二次氧化；3、吸附钢水中上浮夹杂物，提高钢水纯净度；4、具有一定的保温作用；但仅有保温性能而无发热升温性能。使用时具体要求：1、均匀地覆盖结晶器内钢水表面；2、要求黑渣操作，表面不允许发红；3、推入时少推勤推。
中国专利200910196195.0公开了一种结晶器保护渣，其成分重量百分比为： SiO2 44.1-46.1%，Al2O3 4.6-6.6%，CaO 37.8-39.8%，Na2O 1.6-3.6%，T.C 2.8-3.8%，F 8.6-9.2%，CaO/SiO2 0.88-0.97。保护渣的物理参数为：熔点1140℃±30℃，H2O≤0.50%，粘度4±0.6Pa.S。
从上述参数可以得知，现有保护渣的熔点偏高，最高达到1170℃，影响保护渣的正常熔化，不能满足高拉速生产的要求，同时也容易造成卷渣，另外Na2O 的最大值为3.6%，含量偏高，使得夹杂物中的铝酸钠盐类易溶解于水中产生氢氧化钠，而氢氧化钠对锡层有很强的腐蚀作用，在镀锡板上造成锡层局部变色、脱落；随着腐蚀的扩展，露头的夹渣暴露面积增大，形成肉眼可见的黑斑。  
发明内容
本发明的目的在于提供一种结晶器保护渣，该保护渣能减少由于保护渣成分中Na2O超标造成的批量缺陷质量事故，并能提高镀锡板系列钢种的拉速。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种结晶器保护渣，其化学成分重量百分比为：SiO2 36.5-42.5%，Al2O3 2.7-5.7%，CaO 36.5-40.5%，MgO 1.5-2.2%，Na2O 1.3-1.9%，F.C 1.5-2.5%，Li2O 1.8-2.5%，T.C 2.6-4.2%，F 6.0-9.0%，CaO/SiO2 0.86-1.11。 
所述保护渣熔点1040±20℃，粘度0.4±0.10Pa.S，H2O小于等于0.5%。
所述保护渣能适应镀锡板拉速1.4-1.5m/min的生产。
本发明的结晶器保护渣的Na2O含量大大减少，加上其他成分的合理分配，降低该保护渣的熔点。Na2O成分产生化学反应式如下：
Na2O+ H2O = 2NaOH　                        （1）
反应式（1）中，Na2O含量降低，则生产NaOH的量减少，因此NaOH对镀锡板的腐蚀性减弱，发生缺陷的概率降低。本发明保护渣中Na2O含量为1.3-1.9%。
保护渣吸附夹杂物的能力主要决定于保护渣的黏度和原始渣中Al2O3  的初始含量。保护渣的黏度越低（碱度越高）、渣中初始Al2O3含量越低，保护渣吸附夹杂物能力越强。相对于现有保护渣，本发明中Al2O3含量较低，黏度较低，所以吸附夹杂物的能力较强。本发明保护渣中Al2O3含量为2.7-5.7%，CaO/SiO2 值为0.86-1.11。
Li2O在保护渣中的作用主要是降低保护渣的粘度，保证保护渣的融化速度，以及确保保护渣的可浇注性能等。本发明中Li2O含量稍高，粘度较低，所以保护渣的融化速度能够保证，有利于提高连铸的拉速。本发明保护渣中Li2O含量为 1.8-2.5%。
连铸浇钢中结晶器使用的保护渣是一种组合物，使用过程中，其应当顺利形成生渣层、烧结层、熔融层三层结构，并且应起到润滑的作用。这些性能可以通过对组合物中各种成分的相应配比而实现。
由于保护渣中Na2O成分降低，随之而来应当解决的技术问题是调配保护渣中的其它成分，与保护渣的保温性能、润滑性能等相适应，使之具有合适的熔点、含水量、粘度、容重等物理性质。
本发明的结晶器保护渣包含下列成分：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O、F.C、T.C、Li2O、F、R。这些成分中单独的任意一种对于本领域的技术人员而言，其在保护渣中所产生的作用是已知的，故本发明对此不作详细说明。
为了和保护渣中Na2O成分减少相适应，上述各种成分应当进行配比，至少应当根据实际需要，对结晶器保护渣的特定物理性能参数进行针对性的调整。例如：熔点、水分、粘度、容重等参数。
保护渣的粘度是表示熔渣中结构微元体移动能力大小的一项物理指标。
        f= μAdv/dx
式中：f---内摩擦力；
      A---接触面积；
      dv/dx---垂直于流动方向速度梯度；
      μ----粘度系数，Pa.s 。
保护渣粘度是表征在一定温度和一定剪切力作用下熔渣流入铸坯和结晶器间隙能力的大小。粘度值的合适选择是保证保护渣熔渣能够顺利填入结晶器和铸坯间通道，保证渣膜厚度，保证合理的传热速度和润滑的关键。
本发明的保护渣熔点1040±20℃，粘度0.4±0.10Pa.S，H2O小于等于0.5%。本发明的保护渣粘度为0.3-0.5，较低，有利于提高连铸拉速，保证消耗量；并且凝固温度为1020-1060℃，较低，从而使得所述保护渣能适应镀锡板拉速1.4-1.5m/min的生产。
本发明的保护渣制备工艺：将含CaO、Si2O、Al2O3成分的原料，含氟、钠、锂等的助熔剂按合适的比例进行配渣，经高温熔化后制成预熔粉，然后配入一定数量的碳质材料和黏结剂，经混匀、干燥后制成颗粒渣。预熔渣在结晶器内化渣均匀，不会出现分熔现象，有利于液渣在弯月面处均匀流入，使初生坯壳得到均匀润滑和冷却，提高了铸坯质量。
本发明的保护渣的有益效果：
1）本发明提供的保护渣Na2O含量低，降低了对产品的腐蚀性，在轧制和冷轧镀锡后不易产生缺陷。
2）保护渣中Li2O含量的适当提高有助于提升保护渣的融化速率以及润滑性能。
3）本发明的保护渣适应镀锡板拉速1.4-1.5m/min的生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
为了和镀锡板保护渣成分Na2O相适应，本实施例提供的保护渣的成分配比如表1所示：
表1实施例保护渣的化学成分重量百分比
成分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
SiO2（wt%） 41.5 40.5 38.7 36.5 40
Al2O3（wt%） 4.5 4 5.7 4.5 2.7
CaO（wt%） 36.7 38.7 36.8 37.2 40.5
MgO（wt%） 2.2 2 1.65 2.1 1.75
Na2O（wt%） 1.9 1.7 1.8 1.75 1.36
F.C（wt%） 2.5 1.5 2.1 2.2 2.2
Li2O（wt%） 1.8 1.9 2.1 2.3 1.8
T.C（wt%） 2.6 3.2 3 4.2 2.8
F（wt%） 6.0 6.5 7.8 9.0 6.85
CaO/SiO2 0.88 0.96 0.95 1.02 1.01
水分（wt%） 0.19 0.3 0.23 0.3 0.3
粘度 0.41 0.38 0.45 0.36 0.38
熔点℃ 1060 1051 1041 1045 1049
    其中F.C表示自由碳，T.C表示全碳，R= CaO/SiO2表示碱度。
在上述的保护渣成分配比中，优先考虑Na2O、Li2O、R的含量，而其余成分则可以在列出的数值范围中进行调整，其中最为关键的是Na2O的含量必须在1.9%以下，避免因为Na2O成分过高造成的板坯质量缺陷发生，同时还要根据CaO和SiO2的含量来调节碱度。本领域的技术人员应当理解，这些成分可以根据其在结晶器保护渣中所产生的已知功能进行配比，只要这些成分配比后形成的保护渣组合物符合所需的物理性能参数，所有的配比方案均在本发明的保护范围之内，尤其是粘度，影响粘度的因素有碱度与所用的基材。碱度越高粘度越低。     所用基材是指原料中的Al2O3、MgO，其中Al2O3影响最大。
本实施例2和4在某企业中的使用实绩如表2所示，本案所提供的保护渣适应镀锡板拉速1.4-1.5m/min的生产。
表2 实施例2和4在某企业的使用实绩
表格说明：
1）、1st、2st表示连铸机的两个流，使用的保护渣是实例2，N、S、W、E表示结晶器的四个铜板位置，下面的数字“1073 1086 1063 1105”等表示拔热量，N、S之间的偏差或者W、E之间的偏差较小说明保护渣的传热、融化、流动性等比较好。
2）DT-4CA表示钢种，这里指的是镀锡板。
从实例结果看，该保护渣能够适应高拉速1.4-1.5m/min的要求。

Claims (2)

1.一种结晶器保护渣，其特征是：所述保护渣的化学成分重量百分比为：SiO2 36.5-42.5%，Al2O3 2.7-5.7%，CaO 36.5-40.5%，MgO 1.5-2.2%，Na2O 1.3-1.9%，F.C 1.5-2.5%，Li2O 1.8-2.5%，T.C 2.6-4.2%，F 6.0-9.0%，CaO/SiO2 0.86-1.11；
所述保护渣熔点1040±20℃，粘度0.4±0.10Pa.S，H2O小于等于0.5%。
2.根据权利要求1所述的结晶器保护渣，其特征是：所述保护渣能适应镀锡板拉速1.4-1.5m/min的生产。
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