CN104148603A - 密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，由按重量百分比的以下组分组成：CaO含量为30%-39%，SiO2含量为24%-33%；Na2O含量为6%-13%，F的含量为5%-9.5%，以使粘度控制在至0.07-0.08Pa·S之间；优化单质碳的含量为0.9%-1.9%；以及其它成份Al2O3为3%-6%、MgO为3%-8%、Li2O为0.7%-1.6%以及Fe2O3为3.0-5.0%。本发明的连铸保护渣的物理性能为：熔点1020-1090℃；粘度0.07-0.08（1300℃）Pa·S；CaO/SiO21.1-1.3；以及H20≤0.5%。本发明可降低保护渣的熔点，提高碱度，提高保护渣的单耗，降低保护渣的黏度，使其在连铸浇铸过程中熔化速度和流入速度达到稳定的动态平衡，从而保证结晶器内板坯初生坯壳的润滑，达到CAS处理船板钢生产稳定顺行的目的。

Description

密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣
技术领域
本发明涉及一种用于炼钢连铸的冶金辅料，具体说有关一种用于炼钢连铸的连铸保护渣。
背景技术
连铸保护渣是钢水连续铸造过程中加入到结晶器内覆盖在钢水表面的一种人工合成的辅助材料。它是将含CaO、SiO2的原料、氟化物及含Na2O材料按合适的比例进行配制，在高温下熔化成预熔粉，然后配入一定的C质材料和各种添加剂，经混匀、干燥后制成。
保护渣的主要作用是润滑、隔热保温、防止二次氧化、吸附钢水中的夹杂物等，其在结晶器内钢水液面上形成粉渣层、烧结层、富碳层、液渣层四层结构，总厚度一般为40-60mm。坯壳和结晶器之间的渣膜由固态渣膜和液态渣膜组成，固态渣膜又分为结晶体和玻璃体。结晶体对初生坯壳的传热影响较大，而玻璃体主要起润滑作用。随着结晶器的振动，保护渣熔融层流入坯壳和结晶器之间的缝隙，随着拉坯的不断进行，熔融层不断流入，同时新渣被不停地加入。
密封吹氩合金成分调整(Composition Adjustment by Sealed ArgonBubbling，CAS)处理的中碳钢由于钢液内部气体以及夹杂物去除不充分，在连铸浇钢过程中，保护渣需要吸附钢液中的夹杂物，导致保护渣流动性变差，造成流入不充分，使结晶器内部润滑不足，从而发生漏钢等事故。这虽然可以通过真空循环脱气法进行处理，但是由于真空循环脱气法的生产成本高昂，不适合此工位处理。为了减少漏钢发生，一个主要方法，只能是从连铸保护渣入手解决。分析目前普遍使用的中碳钢保护渣，其粘度和熔点较高、碱度较低，并不适合CAS处理的钢种。例如发明专利申请公开第CN102218514A号所提供的一种中低碳钢的保护渣，其熔点在1060-1090℃，粘度在0.25-0.34Ps（1300℃），其熔点和粘度较高，而且由于其SiO2含量较高，容易发生纵裂等裂纹类缺陷。又如发明专利申请公开第CN101733377A号所提供的中高碳钢保护渣，其粘度为0.95Pa·S，同样过高，且CaO和SiO2的有效组分过低，不能实现吸附夹杂的作用，而且碱度过低，也解决不了CAS处理船板结构钢漏钢的问题。所以开发一种CAS处理的中碳船板结构钢用保护渣，显得尤为迫切。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于密封吹氩合金成分调整（CAS）处理的船板结构钢连铸保护渣，可避免由于结晶器内部润滑不足而发生的漏钢等事故。
本发明提供一种用于CAS处理的船板结构钢连铸保护渣，由按重量百分比的以下组分组成：CaO含量为30%-39%，SiO2含量为24%-33%；Na2O含量为6%-13%，F的含量为5%-9.5%，以使粘度控制在至0.07-0.08Pa·S之间；优化单质碳的含量为0.9%-1.9%；以及其它成份Al2O3为3%-6%、MgO为3%-8%、Li2O为0.7%-1.6%以及Fe2O3为3.0-5.0%。
所述连铸保护渣的物理性能为：熔点1020-1090℃；粘度0.07-0.08（1300℃）Pa·S；CaO/SiO21.1-1.3；以及H20≤0.5%。
所述连铸保护渣由上述组分经混合、成球、煅烧、造粒加工成。
本发明的有益效果是：由于增加了保护渣中的CaO含量，可以减缓板坯在结晶器的冷却速度；由于适当降低了SiO2的含量，使得保护渣碱度至1.10-1.30之间，从而降低了板坯的冷却强度，增强了板坯抵抗裂纹能力；由于增加了Na2O的含量和F含量，可以降低保护渣的黏度，并可调节保护渣流动性、熔化温度，确保渣膜的润滑作用，提高了保护渣消耗量，同时保证其低熔点的特性，促使保护渣的融化速度接近消耗速度，达到动态平衡的效果；单质碳有着保护渣骨架以及调节融化速度的作用。
总之，本发明通过调整助熔剂、F、LiO2及单质碳的含量，降低保护渣的熔点，提高碱度，提高保护渣的单耗，降低保护渣的黏度，使其在连铸浇铸过程中熔化速度和流入速度达到稳定的动态平衡，从而保证结晶器内板坯初生坯壳的润滑，达到CAS处理船板钢生产稳定顺行的目的。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下通过实施例对本发明进行进一步说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。
以下将具体说明本发明的一种用于CAS处理的船板结构钢连铸保护渣，其组分、性能和用途及其优点。
本发明的用于CAS处理的船板结构钢连铸保护渣，按重量百分比其由以下组分组成：CaO含量为30%-39%，SiO2含量为24%-33%；Na2O含量为6%-13%，F的含量为5%-9.5%，以使粘度控制在至0.07-0.08Pa·S之间；优化单质碳的含量为0.9%-1.9%；以及其它成份Al2O3为3%-6%、MgO为3%-8%、Li2O为0.7%-1.6%以及Fe2O3为3.0-5.0%。
由于CaO可以减缓板坯在结晶器的冷却速度，故增加保护渣中的CaO含量，适当降低SiO2使得保护渣碱度至1.10-1.30之间，降低板坯的冷却强度，增强板坯抵抗裂纹能力。故在CaO设定在30%-39%之间，将SiO2含量设定在24%-33%之间。
为保证保护渣的流动性和铺展性，增加Na2O的含量和F含量。Na离子作为硅氧四面体的节点，可以降低保护渣的黏度；F是一个重要元素，一定含量的F可以得到尖晶石结构，并可调节保护渣粘度(流动性)、熔化温度，同时又得到低的熔渣粘度，确保渣膜的润滑作用。所以综上所述，将保护渣中的Na2O控制在6%-13%之间；将F的总量控制在5%-9.5%之间。这样，可以将保护渣的粘度控制在至0.07-0.08Pa·S之间，提高保护渣的流动性，提高保护渣消耗量。增加保护渣的润滑效果，同时保证其低熔点的特性，促使保护渣的融化速度接近消耗速度，达到动态平衡的效果。
单质碳（C）有着保护渣骨架以及调节融化速度的作用。而融化速度必须与消耗速度相匹配。适当的碳的类型、数量，还能起到减少结晶器的渣圈的作用。经过研究开发，本发明优化单质碳的含量，提高融化速度。其用量占总量的0.9%-1.9%。
其它成份含量为Al2O3为3%-6%、MgO为3%-8%，Li2O为0.7%-1.6%，Fe2O3为3.0-5.0%。
将上述组分含量经混合、成球、煅烧、造粒后，加工成中空球状连铸保护渣。
为更清楚起见，现将本发明的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣的化学成分及其物理性能列于表1和表2。
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Li2O F Fe2O3 C
24-33 3-6 30-39 3-8 6-13 0.7-1.6 5-9.5 3-5 0.9-1.9
表1化学成份（%）
熔点℃ H20 粘度（1300℃）Pa·S CaO/SiO2
1020-1090 ≤0.5% 0.07-0.08 1.1-1.3
表2物理性能
本发明通过调整助熔剂、F、LiO2及单质碳的含量，降低保护渣的熔点，提高碱度，提高保护渣的单耗，降低保护渣的黏度，使其在连铸浇铸过程中熔化速度和流入速度达到稳定的动态平衡，从而保证结晶器内板坯初生坯壳的润滑，达到CAS处理船板钢生产稳定顺行的目的。
以下是采用本发明方案的具体实施例，从这些实施例的化学、物理性能中可更清楚了解本发明的特点、目的和有益效果。
实施例1
根据发明技术方案，进行生产现场的实施。在实施例1中确定本发明的CAS处理的船板结构钢用连铸保护渣，其具体成分和性能如下表所示。
化学成份（%）：
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Li2O Fe2O3 F C
30.6 4.8 37.6 3.8 9.1 1.3 3.2 8.0 1.6
物理性能：
熔点℃ H20 粘度（1300℃）Pa·S CaO/SiO2
1067 ≤0.5% 0.077 1.22
经过生产现场使用，满足了其生产的要求，达到了发明目的。
实施例2
根据发明技术方案，进行生产现场的实施。在实施例2中确定本发明的CAS处理的船板结构钢用连铸保护渣，其具体成分和性能如下表所示。
化学成份（%）
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Li2O Fe2O3 F C
33.0 3.0 39.0 2.5 8.0 1.1 2.9 9.5 1.0
物理性能
熔点℃ H20 粘度（1300℃）Pa·S CaO/SiO2
1088 ≤0.5% 0.079 1.18
经过生产现场使用，满足了其生产的要求，达到了发明目的。
实施例3
根据发明技术方案，进行生产现场的实施。在实施例3中确定本发明的CAS处理的船板结构钢用连铸保护渣，其具体成分和性能如下表所示。
化学成份（%）
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Li2O Fe2O3 F C
29.0 5.5 36.3 6.5 10.0 1.6 2.4 7.5 1.2
物理性能
熔点℃ H20 粘度（1300℃）Pa·S CaO/SiO2
1065 ≤0.5% 0.074 1.25
经过生产现场使用，满足了其生产的要求，达到了发明目的。
实施例4
根据发明技术方案，进行生产现场的实施。在实施例4中确定本发明的CAS处理的船板结构钢用连铸保护渣，其具体成分和性能如下表所示。
化学成份（%）
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Li2O Fe2O3 F C
27.0 6.0 34.3 8.0 12.0 0.8 5.0 5.0 1.9
物理性能
熔点℃ H20 粘度（1300℃）Pa·S CaO/SiO2
1045 ≤0.5% 0.072 1.27
经过生产现场使用，满足了其生产的要求，达到了发明目的。
实施例5
根据发明技术方案，进行生产现场的实施。在实施例5中确定本发明的CAS处理的船板结构钢用连铸保护渣，其具体成分和性能如下表所示。
化学成份（%）
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Li2O Fe2O3 F C
25.0 4.9 32.5 7.8 13.0 1.5 4.0 9.5 1.8
物理性能
熔点℃ H20 粘度（1300℃）Pa·S CaO/SiO2
1021 ≤0.5% 0.071 1.30
经过生产现场使用，满足了其生产的要求，达到了发明目的。
应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (13)

1.一种密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，由按重量百分比的以下组分组成：CaO含量为30%-39%，SiO2含量为24%-33%；Na2O含量为6%-13%，F的含量为5%-9.5%，以使粘度控制在至0.07-0.08Pa·S之间；优化单质碳的含量为0.9%-1.9%；以及其它成份Al2O3为3%-6%、MgO为3%-8%、Li2O为0.7%-1.6%以及Fe2O3为3.0-5.0%。
2.根据权利要求1所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的物理性能为：熔点1020-1090℃；粘度0.07-0.08（1300℃）Pa·S；CaO/SiO21.1-1.3；以及H20≤0.5%。
3.根据权利要求1所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的组分含量按重量百分比如下：SiO230.6，Al2O34.8，CaO37.6，MgO3.8，Na2O9.1，Li2O1.3，Fe2O33.2，F8.0，C1.6。
4.根据权利要求3所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的物理性能如下：熔点1067℃，H20≤0.5%，粘度0.077Pa·S（1300℃），CaO/SiO21.22。
5.根据权利要求1所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的组分含量按重量百分比如下：SiO233.0，Al2O33.0，CaO39.0，MgO2.5，Na2O8.0，Li2O1.1，Fe2O32.9，F9.5，C1.0。
6.根据权利要求5所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的物理性能如下：熔点1088℃，H20≤0.5%，粘度0.079Pa·S（1300℃），CaO/SiO21.18。
7.根据权利要求1所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的组分含量按重量百分比如下：SiO229.0，Al2O35.5，CaO36.3，MgO6.5，Na2O10.0，Li2O1.6，Fe2O32.4，F7.5，C1.2。
8.根据权利要求7所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的物理性能如下：熔点1065℃，H20≤0.5%，粘度0.074Pa·S（1300℃），CaO/SiO21.25。
9.根据权利要求1所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的组分含量按重量百分比如下：SiO227.0，Al2O36.0，CaO34.3，MgO8.0，Na2O12.0，Li2O0.8，Fe2O35.0，F5.0，C1.9。
10.根据权利要求9所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的物理性能如下：熔点1045℃，H20≤0.5%，粘度0.072Pa·S（1300℃），CaO/SiO21.27。
11.根据权利要求1所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的组分含量按重量百分比如下：SiO225.0，Al2O34.9，CaO32.5，MgO7.8，Na2O13.0，Li2O1.5，Fe2O34.0，F9.5，C1.8。
12.根据权利要求11所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的物理性能如下：熔点1021℃，H20≤0.5%，粘度0.071Pa·S（1300℃），CaO/SiO21.30。
13.根据权利要求1至12之任一项所述的密封吹氩合金成分调整处理的船板结构钢的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣由各组分经混合、成球、煅烧、造粒加工成。
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PB01 Publication
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20141119

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