CN109967706B - 超低碳if钢用连铸结晶器功能保护材料 - Google Patents

超低碳if钢用连铸结晶器功能保护材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料，由如下重量百分含量的原料制成：预熔料52‑65.5％、碳酸锂3‑6％、轻烧白碱7‑12％、高萤石粉5‑14％、高铝土3‑6％、冰晶石2‑5％、氟化钠2‑5％、玻璃粉1.5‑4％、碳黑1‑3％和木质素磺酸钙0.1％‑3.2％。本发明保护渣在不仅保证保温效果和熔化效果，而且有效防止钢水增碳、铸坯夹渣，所得IF钢铸坯皮下及内部质量良好。

Description

超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料。
背景技术
近年来，为适应汽车减重、降低材料消耗和节约燃油的需要，对汽车用钢板强度的要求越来越高，超低碳IF钢具有优异的深冲性能，被广泛应用于汽车钢板行业。为保证IF钢的性能，必须对钢的化学成分及夹杂物含量严格控制。碳作为固溶于钢中的间隙原子，随着其含量的增加，钢的屈服极限也升高，加大了变形抗力，影响成形性能，因此制作轿车外壳的IF钢含碳量越低越好。钛和铌元素在IF钢中可以起到固定碳、氮的作用，将IF钢中的碳、氮等间隙原子完全固定为碳氮化合物，使得IF钢具有超低碳(≤0.003％)、氮(≤0.003％)、微量的钛或铌合金化、夹杂物含量低等特点。为保证IF钢的性能，必须做到专用渣，这样才能真正实现保护渣的冶金性能，为钢厂生产出高质量的产品提供技术支撑。
公告号为CN106513606B的中国发明专利公开了一种IF钢专用连铸结晶器保护渣，其化学成分及重量百分比为：CaO：38-42％，SiO2：28-33％，MgO：6-9％，Al2O3：5-9％，Na2O：3-5％，MnO2：3-5％，F：2-5％，C固：1-2％，余量为不可避免的杂质，碱度：1.1-1.5，熔点：950-1040℃，1300℃下粘度：0.25-0.45Pa·s。该保护渣通过改善传热性能、保温性能和润滑性能，IF钢铸坯表面质量好，铸坯合格率为100％。但是，该专利保护渣熔点较低，容易造成保护渣三层结构不稳定；粘度偏低，易造成保护渣消耗量过大，导致保护渣性能不稳定，出现夹渣；该专利保护渣不适用于IF钢。
公开号为CN106735023A的中国专利申请公开了一种高氧搪瓷钢专用连铸结晶器功能保护材料，涉及冶金辅料，由如下重量百分比的原料制成：预熔料55.0～62.5％、碳酸锂4～6％、轻烧白碱4～6％、膨润土1～3％、高萤石粉8～10％、高铝土1～4％、冰晶石4～6％、氟化钠3～5％、钠长石2～4％、细玻璃粉2～4％、进口碳黑0～2％、石墨0～2％，各原料含量之和为100％。该发明材料专用于高氧搪瓷钢，在结晶器内能合适铺展，无烧结、结团现象发生；熔化均匀，达到了稳定的三层结构；液渣层厚度为8～12mm；每吨钢渣耗量为0.3～0.5kg；所浇注铸坯表面、皮下及内部质量良好。但是，该专利液渣层偏薄，易导致渣膜流入不均匀，容易造成夹渣，不适合IF钢。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料，由如下重量百分含量的原料制成：
预熔料52-65.5％、碳酸锂3-6％、轻烧白碱7-12％、高萤石粉5-14％、高铝土3-6％、冰晶石2-5％、氟化钠2-5％、玻璃粉1.5-4％、碳黑1-3％和木质素磺酸钙0.1％-3.2％。
优选地，所述功能保护材料由如下重量百分含量的原料制成：
预熔料56-62％、碳酸锂3-5％、轻烧白碱9.8-12％、高萤石粉6-13.5％、高铝土3-5％、冰晶石2-3％、氟化钠3-4％、玻璃粉1.5-3％、碳黑1-1.5％和木质素磺酸钙1.5％-3.2％。
优选地，所述功能保护材料由如下重量百分含量的原料制成：
预熔料60.5％、碳酸锂5％、轻烧白碱10.2％、高萤石粉9.5％、高铝土4.8％、冰晶石2％、氟化钠4％、玻璃粉1.5％、碳黑1％和木质素磺酸钙1.5％。
优选地，所述的预熔料的化学成分及其重量百分含量为：SiO2 24-33％、CaO33-43％、Al2O3 3-6.2％、R2O7-13％、F-3-9％、MgO5-10％，余量为微量元素，其中，R2O＝K2O+Na2O。
优选地，所述的超低碳IF钢专用连铸结晶器功能保护材料的碱度为0.78-1.07，半球点1080-1140℃，1300℃下粘度0.32-0.55 Pa·s。
优选地，所述的功能保护材料的二元碱度为0.88，半球点1100℃，1300℃下粘度0.42 Pa·s。
优选地，所述的超低碳IF钢专用连铸结晶器功能保护材料的化学成分及其重量百分含量为SiO2 33.8-42％，CaO31-36％，Al2O3 3-8.5％，Fe2O3 1.5-3.7％，MgO3-6％，F-4-8％，K2O+Na2O2-7％，游离碳1-4％，余量为微量元素。
本发明的积极有益效果：
1.本发明保护渣中配入强还原性物质高铝土，对氧亲和力比较大，在保护渣熔化过程中优先与氧气发生反应，降低了碳质材料的氧化速度，这样在降低碳质材料的加入量时仍具有骨架粒子；本发明在保护渣中配入碱金属的碳酸盐碳酸锂和轻烧白碱，利用结晶器内钢液的放热量，使碳酸盐吸热分解，降低保护渣的熔化速度；本发明在保护渣基料中配入碳质材料和粘结剂木质素磺酸钙，木质素磺酸钙先于碳质材料燃烧并放出气体，减少了碳质材料的消耗，同时木质素磺酸钙燃烧后的残渣和碳质材料共同防止基料形成烧结块和产生渣条，可以控制保护渣的熔化速度，同时抑制铸坯增碳，保持熔渣层厚度稳定，改善铸坯质量。本发明各种原料合用，所得保护渣二元碱度0.78-1.07，二元碱度合适，具有良好的润滑效果，而且提高了保护渣析晶率增加渣膜热阻，达到铸坯缓冷效果，减少裂纹产生；半球点1080-1140℃，半球点合适，半球点低于结晶器下口处坯壳的表面温度，提高液渣层厚度，改善结晶器内的润滑效果；1300℃下粘度0.32-0.55 Pa·s，粘度偏高，使结晶器上部铸坯凝固坯壳表面的渣膜处于粘性流动性状态，减小振痕深度和振痕波谷的夹渣，减少熔渣对振痕的附着力，改善铸坯质量。
2.本发明保护渣各化学成分之间形成一种复合硅酸盐结构，Si-O四面体通过共用两个角连接形成长链，在此硅酸盐熔体中加入MgO、CaO、Na2O、F-二价或一价碱金属氧化物和氟化物时，Si-O四面体网络结构会受到破坏，链的变形阻力因断口增多而减小，从而降低了保护渣析晶温度，提高表面张力。粘温曲线由1300℃条件下降温过程中趋势平缓，渣膜析晶凝固缓慢，渣膜润滑过程中摩擦力较低，既减少由于摩擦力偏大造成的坯壳擦痕，又减少浇铸过程产生漏钢现象；本发明保护渣表面张力高，极好的稳定了结晶器液面，拉开钢液弯月面与富碳层和半熔层的距离，显著降低铸坯夹渣和增碳几率，所得保护渣不仅能在低温浇铸时满足结晶器润滑，而且保证熔渣有较好的稳定性，铸坯质量较好，能够满足用户的需求。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式，对本发明进一步说明。
本发明实施例1-7的超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料的各种原料及其重量百分含量见表1。
本发明实施例1-7的超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料的化学成分及其重量百分含量见表2。
本发明实施例1-7的预熔料的化学成分及其重量百分含量见表3。
本发明实施例1-7的超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料的理化性能见表4。
表1 本发明实施例1-7功能保护材料的各种原料重量百分比(wt％)
Figure BDA0002049111030000041
Figure BDA0002049111030000051
表2 本发明实施例1-7功能保护材料的化学成分的重量百分含量(wt％)
Figure BDA0002049111030000052
表3 本发明实施例1-7预熔料的化学成分的重量百分含量(wt％)
Figure BDA0002049111030000053
Figure BDA0002049111030000061
表4 本发明实施例1-7功能保护材料的性能参数
Figure BDA0002049111030000062
应用试验
某钢铁厂浇铸IF钢，工艺流程为：铁水预处理→复吹转炉→RH-TB→板坯连铸，其中板坯连铸采用立弯式板坯连铸机，弧形半径9米，结晶器铜板有效长度900mm，浇注断面：230×(900-1550)mm，浇注拉速：1.0-1.5m/min，采用本发明实施例1-7的功能保护材料，IF钢的化学成分见下表5。
表5 本发明IF钢钢水成分
Figure BDA0002049111030000063
现场试验表明：本发明功能保护材料在结晶器内火苗适中、熔化均匀、渣条少，液渣厚度为12-15mm，防止增碳，减少卷渣，每吨钢渣耗量为0.40-0.56kg，铸坯皮下及内部质量良好，能够满足用户的需求。

Claims (4)

1.一种超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料，其特征在于，由如下重量百分含量的原料制成：
预熔料56-62%、碳酸锂3-5%、轻烧白碱9.8-12%、高萤石粉6-13.5%、高铝土3-5%、冰晶石2-3%、氟化钠3-4%、玻璃粉1.5-3%、碳黑1-1.5%和木质素磺酸钙1.5%-3.2%；
所述的预熔料的化学成分及其重量百分含量为：SiO2 24-33%、CaO 33-43%、Al2O3 3-6.2%、R2O 7-13%、F- 3-9%、MgO 5-10%，余量为微量元素，其中，R2O=K2O+Na2O；
所述的超低碳IF钢专用连铸结晶器功能保护材料的化学成分及其重量百分含量为SiO236.7-40%，CaO 31-34%，Al2O3 4.9-8.5%，Fe2O3 1.5-3.5%，MgO 3-3.5%，F- 5-8%，K2O+Na2O4-7%，游离碳 1-3%，余量为微量元素。
2.根据权利要求1所述的超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料，其特征在于，由如下重量百分含量的原料制成：
预熔料60.5%、碳酸锂5%、轻烧白碱10.2%、高萤石粉9.5%、高铝土4.8%、冰晶石2%、氟化钠4%、玻璃粉1.5%、碳黑1%和木质素磺酸钙1.5%。
3.根据权利要求1所述的超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料，其特征在于，所述的功能保护材料的二元碱度为0.78-1.07，半球点1080-1140℃，1300℃下粘度0.32-0.55 Pa•s。
4.根据权利要求3所述的超低碳IF钢用连铸结晶器功能保护材料，其特征在于，所述的功能保护材料的二元碱度为0.88，半球点1100℃，1300℃下粘度0.42 Pa•s。
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