CN111496202A - 防连铸开浇粘结漏钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防连铸开浇粘结漏钢的方法，该方法是在开浇前在结晶器铜板表面涂覆具有不易粘结钢水特点的防粘涂料，形成一定厚度的防粘涂层；所述防粘涂料的熔点不高于结晶器铜板表层；开浇后所述防粘涂层接触坯壳熔化，在坯壳与结晶器之间起到润滑作用。采用铜板表面涂抹防粘涂料，在开浇时可以避免喷入结晶器的钢液与铜板直接接触，避免瞬间高温造成的粘结；形成稳定坯壳后，坯壳表面的温度能使防粘涂层完全熔化，在开浇后起到润滑坯壳的作用，从而有效地防止了开浇粘结漏钢。

Description

防连铸开浇粘结漏钢的方法

技术领域

本发明涉及一种钢板连铸工艺，特别是指一种防连铸开浇粘结漏钢的方法。

背景技术

连铸的主要任务是将合格的钢水浇铸成一定形状的铸坯，开浇时浸入式水口打开，钢水通过浸入式水口注入装有引锭的结晶器内，高温钢水跟常温的结晶器及其内的引锭头接触时会引起钢水飞溅。随着钢水填满引锭和结晶器之间的间隙且在结晶器内达到一定的高度时，钢水飞溅减少，拉矫机启动，缓慢地把引锭和与引锭头凝固在一起的钢坯拉出，随后缓慢增加拉速直至设定的目标拉速。

开浇过程中，由于引锭头密封不严、结晶器角缝超标、中包或浸入式水口烘烤温度不达标，开浇时铜板粘结冷钢，钢流过小多次开浇或出苗时间控制过短、过长，开浇钢水温度过低、过高等种种原因导致初生坯壳局部破裂，出结晶器后造成开浇漏钢。

作为一种比较常见的开浇漏钢形式，粘结漏钢是在结晶器内由于各种因素影响，钢水与结晶器铜板直接接触、粘结，坯壳与结晶器铜板的摩擦力大于坯壳的抗拉强度，导致坯壳被拉裂，钢液从裂口流出，形成新的坯壳，此过程反复进行，若坯壳到了结晶器下口仍无法焊合裂口，出结晶器下口后坯壳撕裂发生漏钢。产生粘结漏钢的原因在于，开浇时，高温钢液进入结晶器，引起大量飞溅，飞溅的钢水附着在结晶器铜板表面；钢液遇到常温的结晶器铜板，钢液的温度高达1530℃，而结晶器铜板的熔点仅为1083℃(铜板的合金镀层熔点为1000℃左右)，与钢水接触瞬间的高温极易导致铜板或合金镀层熔化，造成钢液与铜板表面粘结；此时铸机拉坯和振动设备还未启动时，结晶器铜板与坯壳之间仅凭坯壳收缩，很难避免坯壳与铜板的粘结，而这是造成开浇粘结漏钢率高的根本原因。

目前，研究人员针对连铸开浇漏钢及其改进措施进行了研究。酒泉钢铁邹明等在“酒钢CSP连铸机典型漏钢的特征及原因分析” (《甘肃冶金》2012年第3期)一文中，对CSP连铸机典型漏钢原理、特征及原因进行分析并提出预防措施，提出了通过强化岗位操作、严格控制钢水成分、温度，可有效的减少开浇漏钢和裂纹漏钢；采用三孔窄面铜板，可减少结晶器铜板划伤，避免飞边漏钢。

邯郸钢铁的巩彦坤等人在发明专利申请“预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法”(申请号2001910019574.6)中提出了一种预防CSP连铸机开浇漏钢的工艺控制方法，包括连铸钢水化学成分和过热度控制、连铸开浇引锭头密封套件防渗钢密封操作开浇专用保护渣及加入方法和连铸机开浇起步时间控制，可有效预防薄板坯连铸坯连铸机开浇漏钢事故。

上述方法主要从工艺操作和结晶器结构方面对开浇漏钢进行优化，不能从根本上解决因结晶器铜板及其合金镀层熔化所造成的粘结漏钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效防止连铸开浇时发生粘结漏钢的防连铸开浇粘结漏钢的方法。

为实现上述目的，本发明所提供的防连铸开浇粘结漏钢的方法，是在开浇前在结晶器铜板表面涂覆具有不易粘结钢水特点的防粘涂料，形成一定厚度的防粘涂层；所述防粘涂料的熔点为950～1000℃，所述防粘涂层熔化前可隔离钢液与结晶器铜板直接接触，熔化后在坯壳与结晶器之间起到润滑作用。

该方法的防粘结漏钢原理如下：开浇时，钢水从中间包经浸入式水口浇铸到结晶器内，部分高温钢水飞溅到防粘涂层上，防粘涂层具有高绝热性能和高表面张力，因此不易粘附钢水，飞溅到其上的液态钢水无法在表面停留，落入结晶器熔池内；钢水填满引锭和结晶器之间的间隙且在结晶器内达到一定的高度时，钢水飞溅减少，钢水迅速冷却，形成坯壳，结晶器铜板上的防粘涂层与高温坯壳接触发生熔化，在结晶器铜板和坯壳之间，形成熔融态润滑层，确保开浇的初生坯壳不发生粘结，避免粘结漏钢。

优选地，所述防粘涂料在1300℃下的熔速为8～15s，在1300℃下的液态粘度为0.09～0.11Pa·s。

优选地，所述防粘涂层的厚度为1.0～1.5mm，加入结晶器的钢水与熔化前的防粘涂层(2)的接触角≥90°。

优选地，所述防粘涂料主要由如下重量百分比的原料制成：硅灰石40％～61％、氟化钠10％～15％、萤石粉10％～15％、白碱10％～20％、冰晶石3％～10％、碳黑1％～3％、玻璃粉5％～15％。

优选地，所述防粘涂料的化学成分按重量百分比计为：SiO₂30％～45％、CaO 20～35％、Al₂O₃1％～5.0％、Na₂O 10％～20％、F 8％～15％、 C 1％～3％，余量为不可避免的杂质。

优选地，所述防粘涂料的配制过程如下：1)对粒径过大的原料进行破碎，过200目筛，取筛下物；2)将所有原材料在搅拌机中混匀，搅拌过程中温度不超过30℃、相对湿度不超过80％，成品要求水分质量含量不超过1％。

优选地，所述防粘涂层的制备过程如下：将涂料与水以一定比例混合均匀后，经至少一次涂刷过程涂刷在结晶器铜板表面，每次涂刷后均进行烘烤，确保最终得到的防粘涂层厚度和水分满足要求。具体包括如下步骤：1)按照质量比1∶(4～6)将配好的防粘涂料与水混合，在搅拌机中搅拌20～25min，使涂料充分混匀；2)采用细毛滚筒刷，蘸取液态涂料，滚刷在结晶器铜板表面，滚刷后烘烤铜板表面涂层，使其表面达到150～200℃，烘烤时间≥15min，形成第一层，涂层厚度0.5～1.0mm；3)待涂层中液态水分挥发后，按步骤 2)滚刷第二层并进行烘烤，烘烤时间≥20min；通过以上步骤得到总厚度1.0～1.5mm、水分质量含量≤0.1％的防粘涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用铜板表面涂抹防粘涂料，在开浇时可以避免喷入结晶器的钢液与铜板直接接触，避免瞬间高温造成的粘结；形成稳定坯壳后，坯壳表面的温度能使防粘涂层完全熔化，在开浇后起到润滑坯壳的作用，从而有效地防止了开浇粘结漏钢。

附图说明

图1为本发明所提供的防连铸开浇粘结漏钢方法的工艺框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

本实施例首先提供了一种为薄板坯浇铸1250×70mm断面DC01 低碳钢使用的防粘涂料。

该防粘涂料按重量百分比由下述原料配制而成：硅灰石：50％，氟化钠：12％，萤石粉：12％，白碱：11.5％，冰晶石：7％，碳黑： 2％，玻璃粉：5.5％。这里特别说明，本发明中配比、含量等百分数，凡未特别指出，均为质量百分数。

具体配制方法如下：

首先所有原料破碎，使用前均匀搅拌。原材料要求200目全通过、300目筛通过率≥50％，将所有原材料在搅拌机中混匀，搅拌过程中温度不能超过30℃、相对湿度不超过80％，成品要求水分质量含量不超过1％，搅拌均匀，涂料制造工艺流程。

配成的防粘涂料经分析具体成分(按质量百分比计)为：CaO：34.2％，SiO₂：36.8％，Al₂O₃：3.0％，F：11.5％，Na₂O：12.2％，C： 2.1％。

该防粘涂料的固态粒度＜200目，熔点为978℃，1300℃下的熔速为8s，1300℃下液态粘度为0.09～0.11Pa·s。其中，熔速的测定按下述方法：用专用模具，将涂料粉放在制样器中压制成Ф3×3(mm) 的圆柱形试样，晾干，送入1300℃的加热炉中，恒温，观察圆柱形状的变化，并开始计时，当圆柱形全部熔化时，则为涂料1300℃条件下的熔速。

本实施例还提供了一种防连铸开浇粘结漏钢的方法，其主要步骤是在结晶器铜板上涂刷一层防粘涂层。

如图1所示，该方法具体操作步骤如下：

1)开浇前，按照质量比1∶5将粉状防粘涂料与水混合，搅拌 20min；

2)用细毛滚筒刷，蘸取液态防粘涂料，滚刷在结晶器铜板表面，之后用卤素发热烤灯，烘烤铜板表面使其温度达到150～200℃，烘烤20min，形成第一层，涂层厚度0.8mm；

3)待涂层烘干后，重复步骤2)涂刷第二层并进行烘烤，烘烤时间20min，形成总厚度1.0～1.5mm、水分质量含量≤0.1％且具有憎钢水特点的防粘涂层；

4)钢水开浇，30s后，液位达到80％预定高度，铸机设备启动，拉坯开始。

经跟踪，实施例1实现CSP连铸顺利开浇，没有发生开浇漏钢事故，铸坯表面质量良好。

实施例2

本实施例首先提供了一种为常规板坯浇铸1550×230mm断面低碳钢SPHC钢使用的防粘涂料。

该防粘涂料按重量百分比由下述原料配制而成：硅灰石：48％，氟化钠：10％，萤石粉：12％，白碱：11.5％，冰晶石：7％，碳黑： 2％，玻璃粉：9.5％。

具体配制方法如下：

首先所有原料破碎，使用前均匀搅拌。原材料要求200目全通过、300目筛通过率≥50％，将所有原材料在搅拌机中混匀，搅拌过程中温度不能超过30℃、相对湿度不超过80％，成品要求水分质量含量不超过1％，搅拌均匀，涂料制造工艺流程。

配成的防粘涂料经分析具体成分(按质量百分比计)为：CaO： 33.5％，SiO₂：37.1％，Al₂O₃：2.9％，F：11.3％，Na₂O：12.4％，C： 2.2％。

该防粘涂料的固态粒度＜200目，熔点为989℃，1300℃下的熔速为10s，1300℃下液态粘度为0.09～0.11Pa·s。其中，熔速的测定按下述方法：用专用模具，将涂料粉放在制样器中压制成Ф3×3(mm) 的圆柱形试样，晾干，送入1300℃的加热炉中，恒温，观察圆柱形状的变化，并开始计时，当圆柱形全部熔化时，则为涂料1300℃条件下的熔速。

本实施例还提供了一种防连铸开浇粘结漏钢的方法，其主要步骤是在结晶器铜板上涂刷一层防粘涂层。

如图1所示，该方法具体操作步骤如下：

1)开浇前，按照质量比1∶5将粉状防粘涂料与水混合，搅拌 20min；

2)用细毛滚筒刷，蘸取液态防粘涂料，滚刷在结晶器铜板表面，之后用卤素发热烤灯，烘烤铜板表面使其温度达到150～200℃，烘烤20min，形成第一层，涂层厚度0.9mm；

3)待涂层烘干后，重复步骤2)涂刷第二层并进行烘烤，烘烤时间25min，形成总厚度1.5mm、水分质量含量≤0.1％且具有憎钢水特点的防粘涂层；

4)钢水开浇，25s后，液位达到85％预定高度，铸机设备启动，拉坯开始。

经跟踪，实施例2实现板坯连铸顺利开浇，未发生开浇漏钢事故，铸坯表面质量良好。

Claims (8)

1.一种防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：该方法是在开浇前在结晶器铜板表面涂覆具有不易粘结钢水特点的防粘涂料，形成一定厚度的防粘涂层；所述防粘涂料的熔点为950～1000℃，所述防粘涂层熔化前可隔离钢液与结晶器铜板直接接触，熔化后在坯壳与结晶器之间起到润滑作用。

2.根据权利要求1所述的防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：所述防粘涂料在1300℃下的熔速为8～15s，在1300℃下的液态粘度为0.09～0.11Pa·s。

3.根据权利要求1所述的防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：所述防粘涂层的厚度为1.0～1.5mm，加入结晶器的钢水与熔化前的防粘涂层(2)的接触角≥90°。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：所述防粘涂料主要由如下重量百分比的原料制成：硅灰石40％～61％、氟化钠10％～15％、萤石粉10％～15％、白碱10％～20％、冰晶石3％～10％、碳黑1％～3％、玻璃粉5％～15％。

5.根据权利要求4所述的防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：所述防粘涂料的化学成分按重量百分比计为：SiO₂30％～45％、CaO 20～35％、Al₂O₃1％～5.0％、Na₂O 10％～20％、F 8％～15％、C 1％～3％，余量为不可避免的杂质。

6.根据权利要求4所述的防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：所述防粘涂料的配制过程如下：1)对粒径过大的原料进行破碎，过200目筛，取筛下物；2)将所有原材料在搅拌机中混匀，搅拌过程中温度不超过30℃、相对湿度不超过80％，成品要求水分质量含量不超过1％。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：所述防粘涂层的制备过程如下：将涂料与水以一定比例混合均匀后，经至少一次涂刷过程涂刷在结晶器铜板表面，每次涂刷后均进行烘烤，确保最终得到的防粘涂层厚度和水分满足要求。

8.根据权利要求7所述的防连铸开浇粘结漏钢的方法，其特征在于：所述防粘涂层的制备具体包括如下步骤：

1)按照质量比1∶(4～6)将配好的防粘涂料与水混合，在搅拌机中搅拌20～25min，使涂料充分混匀；

2)采用细毛滚筒刷，蘸取液态涂料，滚刷在结晶器铜板表面，滚刷后烘烤铜板表面涂层，使其表面达到150～200℃，烘烤时间≥15min，形成第一层，涂层厚度0.5～1.0mm；

3)待涂层中液态水分挥发后，按步骤2)滚刷第二层并进行烘烤，烘烤时间≥20min；通过以上步骤得到总厚度1.0～1.5mm、水分质量含量≤0.1％的防粘涂层。

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