CN108213366A

CN108213366A - 一种连铸生产中的保护渣及其用途

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Publication number: CN108213366A
Application number: CN201810162336.6A
Authority: CN
Inventors: 刘延强; 罗磊; 韩乐; 李向奎; 李欢; 肖茂元; 安泽秋; 梅宁; 王皓; 张鹏; 何文远
Original assignee: Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2018-06-29

Abstract

本发明提供了一种连铸生产中的保护渣及其用途，所述保护渣包括如下质量百分比的成分：CaO＝28％～35％、Al₂O₃＝4％～7％、SiO₂＝27％～33％、MgO＝2％～5％、R₂O＝9％～12％、F＝5％～10％、MnO＝2％～5％、C＝3％～5％。本发明保护渣具有碱度高、熔点低、粘度低、减缓结晶性能等特点，现有技术中所使用的保护渣不能满足低碳钢表面质量的要求，而将本发明所述的保护渣应用于低碳钢连铸生产过程中，可以降低保护渣的粘度和熔点，促进硅灰石的析出，抑制枪晶石的产生，延长晶体的析出，从而减少表面卷渣和纵裂缺陷的产生；此外，MnO可以降低通过渣膜的辐射传热，达到降低低碳钢表面裂纹的目的。

Description

一种连铸生产中的保护渣及其用途

技术领域

本发明涉及连铸技术领域，尤其涉及一种连铸生产中的保护渣及其用途。

背景技术

连铸保护渣是一种粉末状或小颗粒状炼钢辅助材料，用于覆盖在连铸机结晶器内的钢水表面，在钢水的高温作用下，保护渣呈固液两层，紧挨钢水的是熔融层，熔融层上方保护渣仍旧保持原始颗粒或粉末态，从而起到良好的绝热保温作用，以防止钢水表面凝固。熔融层在结晶器周期振动的作用下，又会连续流入结晶器铜板与钢水初生坯壳的缝隙中，润滑坯壳与铜板相对运动，从而保证铸坯良好的表面质量，另外熔融层还有吸收钢水中上浮的非金属夹杂、净化钢水的作用，流入结晶器铜板与坯壳缝隙的保护渣膜通常只有1～2mm，靠近铜板一侧呈固相，靠近坯壳一侧仍为液相，液相起润滑作用，固相则能很好地控制结晶器铜板对坯壳的冷却能力，从而调节钢水的冷却速率，达到控制传热的作用。

生产实践中人们已经认识到，铸坯表面上形成的缺陷，如夹渣、纵裂纹等与连铸保护渣在结晶器内的表现和行为具有十分密切的关系。在大多数情况下。结晶器内的润滑与传热是控制铸坯表面质量和影响连铸生产的非常重要的因素。在人们现有的认识条件下，控制传热与控制润滑是矛盾的两个方面；提高保护渣的润滑性能，将很难控制通过保护渣膜的传热量，反之，控制保护渣膜的传热将恶化润滑。因而，研究保护渣渣膜在不同温度条件下的传热能力，是近年来保护渣研究的热点方向，对开发传热与润滑有良好协调作用的保护渣具有非常重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种连铸生产中的保护渣及其用途，能够减少表面卷渣和低碳钢纵裂缺陷的产生。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种连铸生产中的保护渣，包括如下质量百分比的成分：CaO＝28％～35％、Al₂O₃＝4％～7％、SiO₂＝27％～33％、MgO＝2％～5％、R₂O＝9％～12％、F＝5％～10％、MnO＝2％～5％、C＝3％～5％。

作为进一步的优选，所述保护渣的碱度CaO/SiO₂，控制为0.98-1.06。

作为进一步的优选，所述保护渣的熔点为1050℃-1150℃。

作为进一步的优选，所述保护渣的粘度为0.15Pa.s-0.20Pa.s

作为进一步的优选，所述保护渣的熔速为20s-30s。

作为进一步的优选，所述保护渣的熔速为22s-25s。

作为进一步的优选，按质量百分数计，所述R₂O包括1-5％的Na₂O和7-10％的Li₂0。

作为进一步的优选，所述保护渣的碱度CaO/SiO₂为1.06时，所述MnO的质量百分占比为2％。

本发明的另一目的还在于提供了所述保护渣的用途，所述保护渣可用于低碳钢的连铸生产中，所述低碳钢的C质量百分含量在0.02～0.12％范围内。

作为进一步的优选，所述低碳钢的C质量百分含量在0.02～0.10％范围内。

本发明的有益效果是：本发明保护渣包括如下质量百分比的成分：CaO＝28％～35％、Al₂O₃＝4％～7％、SiO₂＝27％～33％、MgO＝2％～5％、R₂O＝9％～12％、F＝5％～10％、MnO＝2％～5％、C＝3％～5％。本发明保护渣具有碱度高、熔点低、粘度低、减缓结晶性能等特点，现有技术中所使用的保护渣不能满足低碳钢表面质量的要求，而将本发明所述的保护渣应用于低碳钢连铸生产过程中，可以降低保护渣的粘度和熔点，促进硅灰石的析出，抑制枪晶石的产生，延长晶体的析出，从而减少表面卷渣和纵裂缺陷的产生；此外，MnO可以降低通过渣膜的辐射传热，达到降低低碳钢表面裂纹的目的。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种连铸生产中的保护渣及其用途，降低低碳钢表面裂纹的产生。

为了解决上述问题，本发明实施例采用如下思路：

本发明实施例连铸生产中的保护渣，包括如下质量百分比的成分：CaO＝28％～35％、Al₂O₃＝4％～7％、SiO₂＝27％～33％、MgO＝2％～5％、R₂O＝9％～12％、F＝5％～10％、MnO＝2％～5％、C＝3％～5％。

上述保护渣的碱度CaO/SiO₂，控制为0.98-1.06，这样可以保证一定的析晶量，保护渣碱度低于或高于要求范围不利于析晶和润滑作用。

本保护渣的MnO含量控制在2％～5％范围内，随着MnO含量的增加，导温系数逐渐降低，增加渣膜的消光系数。

另外，本发明实施例可根据保护渣的碱度调整MnO的加入量，碱度越高，MnO加入量越少。

Al₂O₃是保护渣熔体中网络结构的形成体，它的存在会提高保护渣的粘度，降低晶体的析出量，因此是调节熔渣这两种性能的主要因素。

保护渣中添加适当的MgO可起到降低熔渣粘度的作用，随着渣中MgO含量的提高，熔渣析晶倾向性也逐渐升高，镁硅钙石(3CaO·MgO·2SiO₂)、白硅钙石(7CaO·MgO·4SiO₂)、镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO₂)是最常见的晶体形态。当其含量超过5％以后，晶体的析出强度也变得过大，同样不利于低碳钢的连铸生产。

本发明实施例保护渣物理性能还表现为熔点在1050℃-1150℃，粘度为0.15Pa.s-0.20Pa.s，保护渣的熔速为22s-30s，在使用过程中能完全满足低碳钢的连铸生产要求。

为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本发明所述之连铸生产中的保护渣及其用途。

本发明实施例保护渣原料：石灰石、石英、玻璃、水泥熟料、硅灰石、铝矾土、镁砂、纯碱、碳酸钡、色素锰、碳酸锰、碳酸锂、锂精矿等，但不限于此。

本发明实施例的保护渣的熔化温度、1300℃的粘度分别采用冶金行业标准YB/T186和YB/T185测定。测试过程中首先将保护渣原料按目标成分称量混合，在研钵中研磨混合均匀，然后放入中频感应炉升温至1400℃熔化保护渣，待其熔化后搅拌使其成分均匀保温15min，再将熔融态渣倒入水中急冷得到玻璃态保护渣块体，最后将保护渣碾磨成粉末后进行热丝实验。

本发明实施例采用热特性仪测定保护渣溶速，具体方法包括：将常规量的保护渣放置在高铝质坩埚中，迅速打开炉门，将试样放置在底部加热的热特性仪内，观察试样从放入到炭全部释放所持续的时间，即保护渣熔化时间。

实施例1

一种连铸生产中的保护渣，包括如下质量百分比的成分：CaO＝35％、Al₂O₃＝7％、SiO₂＝27％、MgO＝5％、R₂O＝12％、F＝7％、MnO＝2％、C＝5％。所述R₂O包括5％的Na₂O和7％的Li₂0。所述保护渣的碱度CaO/SiO₂为1.06；1300℃的粘度为0.20Pa.s，熔点为1150℃，上述保护渣的熔速为30s；上述实施例设计的保护渣用于低碳钢的连铸生产，防止了低碳钢表面卷渣和纵裂缺陷；其中，所述低碳钢的C质量百分含量为0.10％；所得铸坯纵裂和夹杂的情况出现的概率低于0.14％。

实施例2

一种连铸生产中的保护渣，包括如下质量百分比的成分：CaO＝28％、Al₂O₃＝4％、SiO₂＝33％、MgO＝4％、R₂O＝11％、F＝10％、MnO＝5％、C＝5％。所述R₂O包括2％的Na₂O和9％的Li₂0。所述保护渣的碱度CaO/SiO₂为0.98；1300℃的粘度为0.15Pa.s，熔点为1050℃，上述保护渣的熔速为20s；上述实施例设计的保护渣用于低碳钢的连铸生产，防止了低碳钢表面卷渣和纵裂缺陷；其中，所述低碳钢的C质量百分含量为0.02％；所得铸坯纵裂和夹杂的情况出现的概率低于0.12％。

实施例3

一种连铸生产中的保护渣，包括如下质量百分比的成分：CaO＝35％、Al₂O₃＝7％、SiO₂＝32％、MgO＝2％、R₂O＝12％、F＝5％、MnO＝4％、C＝3％。所述R₂O包括5％的Na₂O和7％的Li₂0。所述保护渣的碱度CaO/SiO₂为1.02；1300℃的粘度为0.18Pa.s，熔点为1120℃，上述保护渣的熔速为22s；上述实施例设计的保护渣用于低碳钢的连铸生产，防止了低碳钢表面卷渣和纵裂缺陷；其中，所述低碳钢的C质量百分含量为0.12％；所得铸坯纵裂和夹杂的情况出现的概率低于0.16％。

实施例4

一种连铸生产中的保护渣，包括如下质量百分比的成分：CaO＝33％、Al₂O₃＝4％、SiO₂＝32％、MgO＝5％、R₂O＝9％、F＝9％、MnO＝3％、C＝5％。所述R₂O包括2％的Na₂O和7％的Li₂0。所述保护渣的碱度CaO/SiO₂为1.00；1300℃的粘度为0.16Pa.s，熔点为1140℃，上述保护渣的熔速为25s；上述实施例设计的保护渣用于低碳钢的连铸生产，防止了低碳钢表面卷渣和纵裂缺陷；其中，所述低碳钢的C质量百分含量为0.05％；所得铸坯纵裂和夹杂的情况出现的概率低于0.15％。

实施例5

一种连铸生产中的保护渣，包括如下质量百分比的成分：CaO＝30％、Al₂O₃＝7％、SiO₂＝33％、MgO＝5％、R₂O＝12％、F＝5％、MnO＝5％、C＝3％。所述R₂O包括5％的Na₂O和7％的Li₂0。所述保护渣的碱度CaO/SiO₂为1.00；1300℃的粘度为0.15Pa.s，熔点为1110℃，上述保护渣的熔速为22s；上述实施例设计的保护渣用于低碳钢的连铸生产，防止了低碳钢表面卷渣和纵裂缺陷；其中，所述低碳钢的C质量百分含量为0.03％；所得铸坯纵裂和夹杂的情况出现的概率低于0.12％。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：本发明保护渣包括如下质量百分比的成分：CaO＝28％～35％、Al₂O₃＝4％～7％、SiO₂＝27％～33％、MgO＝2％～5％、R₂O＝9％～12％、F＝5％～10％、MnO＝2％～5％、C＝3％～5％。本发明保护渣具有碱度高、熔点低、粘度低、减缓结晶性能等特点，现有技术中所使用的保护渣不能满足低碳钢表面质量的要求，而将本发明所述的保护渣应用于低碳钢连铸生产过程中，通过调整碱度和MnO加入量，可以降低保护渣的粘度和熔点，促进硅灰石的析出，抑制枪晶石的产生，延长晶体的析出，从而减少表面卷渣和纵裂缺陷的产生；此外，MnO可以降低通过渣膜的辐射传热，达到降低低碳钢表面裂纹的目的。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种连铸生产中的保护渣，其特征在于：包括如下质量百分比的成分：CaO＝28％～35％、Al₂O₃＝4％～7％、SiO₂＝27％～33％、MgO＝2％～5％、R₂O＝9％～12％、F＝5％～10％、MnO＝2％～5％、C＝3％～5％。

2.根据权利要求1所述的连铸生产中的保护渣，其特征在于：所述保护渣的碱度CaO/SiO₂，控制为0.98-1.06。

3.根据权利要求1所述的连铸生产中的保护渣，其特征在于：所述保护渣的熔点为1050℃-1150℃。

4.根据权利要求1所述的连铸生产中的保护渣，其特征在于：所述保护渣的粘度为0.15Pa.s-0.20Pa.s。

5.根据权利要求1所述的连铸生产中的保护渣，其特征在于：所述保护渣的熔速为20s-30s。

6.根据权利要求5所述的连铸生产中的保护渣，其特征在于：所述保护渣的熔速为22s-25s。

7.根据权利要求1所述的连铸生产中的保护渣，其特征在于：按质量百分数计，所述R₂O包括1-5％的Na₂O和7-10％的Li₂0。

8.根据权利要求1所述的连铸生产中的保护渣，其特征在于：所述保护渣的碱度CaO/SiO₂为1.06时，所述MnO的质量百分占比为2％。

9.如权利要求1-8任一项所述保护渣的用途，其特征在于：所述保护渣可用于低碳钢的连铸生产中，所述低碳钢的C质量百分含量在0.02～0.12％范围内。

10.根据权利要求9所述保护渣的用途，其特征在于：所述低碳钢的C质量百分含量在0.02～0.10％范围内。