CN114888249A - 一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及中碳钢生产领域,尤其涉及一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣及其制备方法;所述保护渣的原料包括:硅灰石,石灰石,萤石,纯碱,炭黑,石墨,粘结剂,其余为预熔基料;预熔基料的化学成分包括:氧化钙,二氧化硅,氧化铝份和氧化镁;所述方法包括:分别得到各原料;将各原料进行配料和混合,得到混合浆料;将混合浆料以预设温度进行喷吹造粒,得到保护渣;通过在保护渣中加入包括氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化镁的预熔基料,和硅灰石一同,可以降低保护渣的熔融温度和粘度,同时炭黑和石墨进行合理配比,通过协同作用,能保证保护渣的熔融速度加快,使得中碳钢铸坯在较高的拉速条件下,不易产生裂纹。
Description
技术领域
本申请涉及中碳钢生产领域,尤其涉及一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣及其制备方法。
背景技术
钢铁连铸技术是钢铁制造产业的关键技术之一,随着钢铁行业的发展,钢铁生产的工艺不断完善,连铸机生产效率不断提高;而在连铸生产中需要加入连铸结晶器保护渣,因连铸结晶器保护渣在连铸过程中具有绝热保温、润滑坯壳和控制传热等众多重要功能,其中以润滑和传热功能最为重要;连铸结晶器保护渣度对提高铸坯表面质量和保证连铸过程顺利进行起着极其重要的作用。
但是对于中碳钢等裂纹敏感钢种而言,由于其凝固过程中存在γ→σ包晶反应,从而将造成钢产品的体积收缩,由此而产生的巨大热应力容易使初生钢壳扭曲并诱发裂纹,因此要求保护渣在凝固过程中析出结晶体,并且渣膜传热均匀缓慢,以降低由于产生的热应力导致裂纹的发生几率。
为了保证保护渣较强的传热控制能力,常常需要在保护渣中加入萤石(主要原料为氟化钙)、氟化钠和冰晶石等氟化物,让其在凝固过程中析出枪晶石晶体,而晶体生成后,将大大降低保护渣膜的热传导能力;另一方面,通过提高保护渣的碱度,增加渣膜的结晶速率,使固态渣膜中结晶体的比例大幅提高,也能大大降低渣膜的热传导能力,从而能降低铸坯与结晶器的铜板之间的横向传热的几率,从而减轻或避免纵裂的发生。
虽然现有的中碳钢保护渣在低拉速下,一般均可避免纵裂的发生,但在MCCR连铸机6.0m/min的高拉速条件下,中碳钢的连铸坯的生长不均匀性明显发生,将导致出现频繁冷齿报警和连铸坯表面纵裂纹缺陷;因此如何提供一种高拉速条件下中碳钢保护渣,是目前亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣及其制备方法,以解决现有技术中高拉速条件下的保护渣无法有效的保护中碳钢的技术问题。
第一方面,本申请提供了一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣,以质量分数计,所述保护渣的原料包括:硅灰石:10%~25%,石灰石:3%~10%,萤石:3%~10%,纯碱:3%~8%,炭黑:0.7%~3.5%,石墨:0.3%~1.5%,粘结剂:3%~8%,其余为预熔基料;
其中,以重量份数汁,所述预熔基料的化学成分包括:氧化钙:450~500份,二氧化硅:320~350份,氧化铝:60~80份和氧化镁:10~20份。
可选的,以质量分数计,所述保护渣的原料包括:硅灰石:15%~20%,石灰石:5.5%~7.5%,萤石:5.5%~7.5%,纯碱:5%~6.5%,炭黑:1.5%~2.5%,石墨:0.8%~1.2%,粘结剂:5%~6%,其余为预熔基料。
可选的,粘结剂包括羧甲基纤维素粘结剂和/或黄糊精粘结剂。
可选的,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:氧化铅:5%~7%。
可选的,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化碲:2%~3%。
可选的,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化锆:2%~3%。
第二方面,本申请还提供了一种制备第一方面所述的保护渣的方法,所述方法包括:
分别得到硅灰石、石灰石、萤石、纯碱、炭黑,石墨、粘结剂、预熔基料、氧化铅、二氧化碲和二氧化锆;
将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述纯碱、所述炭黑、所述石墨、所述粘结剂、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行配料和混合,得到混合浆料;
将所述混合浆料以预设温度进行喷吹造粒,得到保护渣。
可选的,所述将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述纯碱、所述炭黑、所述石墨、所述粘结剂、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行配料和混合,得到混合浆料,具体包括:
将所述纯碱、所述炭黑、所述石墨和所述粘结剂进行混合,得到一次料;
将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行混合,得到二次料;
向所述一次料中以预设量加入溶剂进行搅拌混合,后加入所述二次料进行搅拌,得到混合浆料。
可选的,所述预设量占所述混合浆料总重的50%~70%。
可选的,所述喷吹造粒的温度为500℃~600℃。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本申请实施例提供的一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣,通过在保护渣中加入包括氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化镁的预熔基料,而预熔基料和硅灰石作为含量较多的成分,可以大大降低保护渣的熔融温度,并且可以降低保护渣的粘度,同时通过对炭黑和石墨进行合理配比的加入,利用炭黑和石墨的协同作用,再辅以其余原料的协同,能保证保护渣的熔融速度加快,从而能更迅速的覆盖到连铸坯表面,进而能充分发挥保护渣的作用,使得中碳钢铸坯在较高的拉速条件下,不易产生裂纹,从而有效的保护高拉速条件下的中碳钢。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的方法的详细流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请一个实施例中,提供一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣,以质量分数计,所述保护渣的原料包括:硅灰石:10%~25%,石灰石:3%~10%,萤石:3%~10%,纯碱:3%~8%,炭黑:0.7%~3.5%,石墨:0.3%~1.5%,粘结剂:3%~8%,其余为预熔基料;
其中,以重量份数汁,所述预熔基料的化学成分包括:氧化钙:450~500份,二氧化硅:320~350份,氧化铝:60~80份和氧化镁:10~20份。
本申请实施例中,硅灰石的质量分数为10%~25%的积极效果是在该质量分数的范围内,能保证硅灰石能提供一定的SiO2,同时能在保护渣中形成网络结构形成体,与碱性氧化物反应生成低熔点化合物,从而降低保护渣熔点,能大大降低保护渣的熔融温度,从而有效的保证了高拉速条件下中碳钢铸坯的润滑性;当质量分数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过高的硅灰石将导致SiO2的含量过高,从而影响保护渣熔点过低,而硅灰石的流动过强,润滑性过大,从而无法有效的对中碳钢进行保护,当质量分数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过低的硅灰石将导致SiO2的含量过低,无法有效的形成足够的低熔点化合物,从而无法降低保护渣的熔点。
石灰石的质量分数为3%~10%的积极效果是在该质量分数的范围内,能保证石灰石和萤石之间相互配合,利用石灰石的碱性和萤石中的晶体特性,从而形成具有高碱度和高枪晶石比例的渣膜,能有效的对中碳钢铸坯和结晶器之间进行保护;当质量分数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过多的石灰石将导致过多的CaO产生,将导致保护渣的流动性降低,从而影响保护渣形成的保护层,进而影响保护渣的作用,当质量分数的取值小于该范围的端点最小值,将导致石灰石的含量不足,无法同萤石之间相互配合,形成具有高碱度和高枪晶石比例的渣膜。
萤石的质量分数为3%~10%的积极效果是在该质量分数的范围内,能保证石灰石和萤石之间相互配合,利用石灰石的碱性和萤石中的晶体特性,从而形成具有高碱度和高枪晶石比例的渣膜,能有效的对中碳钢铸坯和结晶器之间进行保护;当质量分数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过多的石灰石将导致过多的CaO产生,将导致保护渣的流动性降低,从而影响保护渣形成的保护层,进而影响保护渣的作用,当质量分数的取值小于该范围的端点最小值,将导致石灰石的含量不足,无法同萤石之间相互配合,形成具有高碱度和高枪晶石比例的渣膜。
纯碱的质量分数为3%~40%的积极效果是在该质量分数的范围内,能保证保护渣的碱度,从而保证在该碱度范围内,能促使萤石中F离子可以发挥作用,降低保护渣的黏度,从而保证保护渣的流动性,使保护渣在碳钢铸坯与结晶器之间形成液态渣膜与固态渣膜组成的保护层;当质量分数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过多的纯碱将导致溶液的碱度过大,将使F离子无法充分发挥作用,导致保护渣的黏度无法降低,从而无法保证保护渣的流动性,无法保证保护层的成型,当质量分数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过低的纯碱将无法保证保护渣合适的碱度,从而无法有效降低保护渣的黏度,从而无法保证保护渣的流动性,无法保证保护层的成型。
炭黑的质量分数为0.7%~3.5%的积极效果是在该质量分数的范围内,利用炭黑的骨架效应对保护渣的熔化温度进行调控,当温度较低时,炭黑发挥控制熔化速度的作用,从而保证熔化速度在较宽的温度范围内;当质量分数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过多的炭黑将产生过度发达的烧结层而尽量使钢水增碳,当质量分数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过低的炭黑将无法保证产生足够的骨架效应,从而无法对保护渣的熔化速度进行调控。
石墨的质量分数为0.3%~1.5%的积极效果是在该质量分数的范围内,利用石墨的骨架效应对保护渣的熔化温度进行调控,当温度升高时,石墨发挥控制熔化速度的作用,从而保证熔化速度在较宽的温度范围内;当质量分数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过多的石墨将产生过度发达的烧结层而尽量使钢水增碳,当质量分数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过低的石墨将无法保证产生足够的骨架效应,从而无法对保护渣的熔化速度进行调控。
粘结剂的质量分数为3%~8%的积极效果是在该质量分数的范围内,能通过粘结剂将保护渣的各个原料聚集成型,进而得到粒度合适的保护渣;当质量分数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过多的粘结剂将粘接过多的颗粒,从而形成过大的保护渣粒径,不利于对中碳钢铸坯的保护,当质量分数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过少的粘结剂将导致无法使保护渣聚集成型,导致保护渣的粒度过小,影响对碳钢铸坯的保护。
氧化钙的重量份数为450~500份的积极效果是在该重量份数的范围内,由于氧化钙是保护渣中枪晶石矿相的主要成份,因此控制CaO的重量份数可以有效的控制枪晶石矿相的均匀程度,同时氧化钙还能同二氧化硅形成硅酸盐,降低保护渣的熔点,并且能降低保护渣的熔融温度,从而有效的保证了高拉速条件下中碳钢铸坯的润滑性;当重量汾数的取值大于该范围的端点最大值,将导致氧化钙的含量过多,将影响保护渣的流动性,从而导致保护渣无法有效在中碳钢铸坯表面形成保护层,进而无法避免中碳钢铸坯的表面裂纹产生,当重量份数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过低的氧化钙将无法同氧化硅形成硅酸盐,从而无法有效的降低保护渣的熔点,影响在高拉速条件下中碳钢铸坯的润滑。
二氧化硅的重量份数为320~350份的积极效果是在该重量份数的范围内,能保证二氧化硅同氧化钙反应形成硅酸盐,降低保护渣的熔点,并且能降低保护渣的熔融温度,从而有效的保证了高拉速条件下中碳钢铸坯的润滑性;当重量份数的取值大于该范围的端点最大值,将导致二氧化硅的含量过多,从而导致保护渣熔点过低,无法有效的对中碳钢进行保护,当重量份数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过低的二氧化硅将无法同氧化钙反应形成硅酸盐,从而降低保护渣的熔点。
氧化铝的重量份数为60~80份的积极效果是在该重量份数的范围内,由于氧化铝为两性氧化物,在碱性熔渣中属于网络结构形成体,能在一定范围内调节熔渣结晶性能;当重量份数的取值大于该范围的端点最大值,将导致的不利影响是过多的氧化铝将导致网络结构形成体过多,影响保护渣的流动性,从而影响保护渣的润滑性能,当重量份数的取值小于该范围的端点最小值,将导致的不利影响是过低的氧化铝将无法形成足够的网络结构形成体,从而无法调节熔渣结晶性能。
氧化镁的重量份数为10~20份的积极效果是在该重量份数的范围内,由于氧化镁为碱土金属氧化物,在保护渣中可以部分代替氧化钙,同时能改善保护渣的润滑性能;当重量份数的取值大于该范围的端点最大值,将导致氧化镁的含量过多,影响保护渣的碱度,同时将替换大部分的氧化钙,导致保护渣的流动性降低,影响保护渣的润滑性能,当重量份数的取值小于该范围的端点最小值,将导致氧化镁无法有效的替代足够的氧化钙,从而无法改善保护渣的润滑性能。
在一些可选的实施方式中,以质量分数计,所述保护渣的原料包括:硅灰石:15%~20%,石灰石:5.5%~7.5%,萤石:5.5%~7.5%,纯碱:5%~6.5%,炭黑:1.5%~2.5%,石墨:0.8%~1.2%,粘结剂:5%~6%,其余为预熔基料。
本申请实施例中,通过对保护渣的原料的配比进一步的优化,从而可以进一步降低其纵裂纹,同时降低热流密度的波动范围。
在一些可选的实施方式中,粘结剂包括羧甲基纤维素粘结剂和/或黄糊精粘结剂。
本申请实施例中,通过对粘结剂进行限定,从而保证粘结剂能与保护渣中各原料相契合,从而使保护渣的各个原料粘结在一起,形成分布均匀的保护渣。
在一些可选的实施方式中,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:氧化铅:5%~7%。
本申请实施例中,氧化铅的质量分数为5%~7%的积极效果是在该质量分数范围内,能保证在降低其纵裂率和热流密度波动范围的情况下,不影响保护渣的其他性能;当质量分数的取值大于或小于该范围的端点值,都将导致对保护渣热流密度和保护渣其他性能的影响。
在一些可选的实施方式中,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化碲:2%~3%。
本申请实施例中,二氧化碲的质量分数为2%~3%的积极效果是在该质量分数范围内,能以使保护渣的纵裂率和热流密度波动范围进一步降低,并且不影响保护渣的其他性能;当质量分数的取值大于或小于该范围的端点值,都将导致对保护渣纵裂率、热流密度和保护渣其他性能的影响。
在一些可选的实施方式中,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化锆:2%~3%。
本申请实施例中,二氧化锆的质量分数为2%~3%的积极效果是在该质量分数范围内,能结合二氧化碲和氧化铅,三者协同作用,以使保护渣的纵裂率和热流密度波动范围综合性降低,并且不影响保护渣的其他性能;当质量分数的取值大于或小于该范围的端点值,都将导致对保护渣纵裂率、热流密度和保护渣其他性能的影响。
在本申请一个实施例中,如图1所示,提供一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣制备的方法,所述方法包括:
S1.分别得到硅灰石、石灰石、萤石、纯碱、炭黑,石墨、粘结剂、预熔基料、氧化铅、二氧化碲和二氧化锆;
S2.将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述纯碱、所述炭黑、所述石墨、所述粘结剂、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行配料和混合,得到混合浆料;
S3.将所述混合浆料以预设温度进行喷吹造粒,得到保护渣。
在一些可选的实施方式中,所述将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述纯碱、所述炭黑、所述石墨、所述粘结剂、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行配料和混合,得到混合浆料,具体包括:
S201.将所述纯碱、所述炭黑、所述石墨和所述粘结剂进行混合,得到一次料;
S202.将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行混合,得到二次料;
S203.向所述一次料中以预设量加入溶剂进行搅拌混合,后加入所述二次料进行搅拌,得到混合浆料。
本申请实施例中,通过分批投料,先将纯碱、碳质材料、粘结剂投入水中,由于纯碱遇水产生化学反应放热,可以提高制浆水温,并且由于碳质材料和粘结剂分散性差,先投入水中可以提高其在泥浆中的分散性,从而提高制得的保护渣的整体性能。
在一些可选的实施方式中,所述预设量占所述混合浆料总重的50%~70%。
本申请实施例中,预设量占混合浆料总重的50%~70%的积极效果是在该重量占比的范围内,能保证将各个原料分散充分,从而能保证保护渣的整体性能;当重量占比的取值大于或小于该范围的端点值,都将导致原料分散程度不足,进而影响保护渣的性能。
在一些可选的实施方式中,所述喷吹造粒的温度为500℃~600℃。
本申请实施例中,喷吹造粒的温度为500℃~600℃的积极效果是在该温度范围内,能保证水分和其他成分粘接牢固,从而形成致密的保护渣内部结构;当温度的取值大于或小于该范围的端点值,都将导致喷吹造粒阶段的温度不符合要求,影响保护渣的整体性能。
一、预熔基料化学成分重量份数对比情况:
将预熔基料的成分进行对比,结果如表1所示。
表1不同预熔基料化学成分重量份数对比(%)
二、各实施例对比情况:
实施例1
一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣,以质量分数计,所述保护渣的原料如表2所示;
其中,以重量份数计,所述预熔基料采用预熔基料1。
原料的来源如下:
硅灰石:生产厂家为江西奥特科技有限公司,粒径为325目。
萤石:生产厂家为灵寿县博财矿产品加工厂,氟化钙含量≥97%;
粘结剂包括:羧甲基纤维素粘结剂,生产厂家为任丘市晟通化工有限公司;
以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:氧化铅:5%~7%。
以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化碲:2%~3%。
以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化锆:2%~3%。
如图1所示,一种制备第一方面的保护渣的方法,包括:
S1.分别得到硅灰石、石灰石、萤石、纯碱、炭黑,石墨、粘结剂、预熔基料、氧化铅、二氧化碲和二氧化锆;
S201.将所述纯碱、所述炭黑、所述石墨和所述羧甲基纤维素粘结剂进行混合,得到一次料;
S202.将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行混合,得到二次料;
S203.向所述一次料中以预设量加入溶剂进行搅拌混合,后加入所述二次料进行搅拌,得到混合浆料;
S3.将所述混合浆料以预设温度进行喷吹造粒,得到保护渣。
所述预设量占所述混合浆料总重的60%。
所述喷吹造粒的温度为500℃。
(1)实施例1-4的保护渣原料用量对比表(kg)
表2实施例1-4的保护渣原料用量对比表(kg)
实施例5
将实施例5和实施例3进行对比,实施例5和实施例3的区别在于:
保护渣的原料中还包括有50kg的氧化铅,同时控制预熔基料的添加量为487kg。
实施例6
将实施例6和实施例3进行对比,实施例6和实施例3的区别在于:
保护渣的原料中还包括有60kg的氧化铅,同时控制预熔基料的添加量为477kg。
实施例7
将实施例7和实施例3进行对比,实施例7和实施例3的区别在于:
保护渣的原料中还包括有70kg的氧化铅,同时控制预熔基料的添加量为467kg。
实施例8
将实施例8和实施例6进行对比,实施例8和实施例6的区别在于:
保护渣的原料中还包括有20kg的二氧化碲,同时控制预熔基料的添加量为457kg。
实施例9
将实施例9和实施例6进行对比,实施例9和实施例6的区别在于:
保护渣的原料中还包括有25kg的二氧化碲,同时控制预熔基料的添加量为452kg。
实施例10
将实施例10和实施例6进行对比,实施例10和实施例6的区别在于:
保护渣的原料中还包括有30kg的二氧化碲,同时控制预熔基料的添加量为447kg。
实施例11
将实施例11和实施例9进行对比,实施例11和实施例9的区别在于:
保护渣的原料中还包括有20kg的二氧化锆,同时控制预熔基料的添加量为432kg。
实施例12
将实施例12和实施例9进行对比,实施例12和实施例9的区别在于:
保护渣的原料中还包括有25kg的二氧化锆,同时控制预熔基料的添加量为427kg。
实施例13
将实施例13和实施例9进行对比,实施例13和实施例9的区别在于:
保护渣的原料中还包括有30kg的二氧化锆,同时控制预熔基料的添加量为422kg。
实施例14
将实施例14和实施例12进行对比,实施例14和实施例12的区别在于:
粘结剂采用同等质量的黄糊精粘结剂。
实施例15
将实施例15和实施例12进行对比,实施例15和实施例12的区别在于:
预熔基料采用预熔基料2。
实施例16
将实施例16和实施例12进行对比,实施例16和实施例12的区别在于:
预熔基料采用预熔基料3。
实施例17
将实施例17和实施例3进行对比,实施例17和实施例3的区别在于:
所述预设量占所述混合浆料总重的50%。
实施例18
将实施例18和实施例3进行对比,实施例18和实施例3的区别在于:
所述预设量占所述混合浆料总重的70%。
实施例19
将实施例19和实施例3进行对比,实施例18和实施例3的区别在于:
所述喷吹造粒的温度为600℃。
对比例1
将对比例1和实施例3相对比,对比例1和实施例3的区别在于:
将炭黑全部替换为同等质量的石墨。
对比例2
将对比例2和实施例3相对比,对比例2和实施例3的区别在于:
将石墨全部替换为同等质量的炭黑。
对比例3
将对比例3和实施例12相对比,对比例3和实施例12的区别在于:
二氧化碲的加入量为0。
对比例4
将对比例4和实施例12相对比,对比例4和实施例12的区别在于:
氧化铅的加入量为0。
相关实验:
分别对实施例1-19和对比例1-4所得的保护渣进行性能检测,结果如表3至表5所示。
相关实验的测试方法:
碱度:通过氧化钙与二氧化硅含量的比值,其中,二氧化硅的测定方法通过GB5195.8-2006中的氢氟酸重量法进行检测,氧化钙通过酸碱滴定法进行检测。
粘度:采用布鲁克费尔德数字粘度计(型号为RVD-III,满刻度扭矩7.187×10- 4Nm),通过旋转圆筒式方法对保护渣的粘度进行测量。
纵裂率:在拉速为5.5m/min的参数下制备连铸坯,随机抽取表面积为1m2的样品,检测样品的裂纹面积,纵裂率为裂纹面积与样品总面积的比值。
理化指标:对部分实施例得到的保护渣中二氧化硅、氧化钙、氧化镁等物质进行检测,并进行总的碳含量检测,采用首钢京唐MCCR中碳钢结晶器保护渣理化指标,具体指标标准见表6所示。
表6首钢京唐MCCR中碳钢结晶器保护渣理化指标标准表
表3实施例1-19和对比例1-4的检测结果表
表4保护渣的理化指标情况表
表5热流时间检测结果表
表3至表5的具体分析:
结合实施例1-19和对比例1-4,并结合表3至表5,本申请制备的薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣的碱度和粘度均较合适。应用本申请的保护渣制备连铸坯,在拉速为5.5m/min的情况下,其纵裂率最小可达到0.16%,并且应用本申请的保护渣的热流密度随时间的波动范围均在0.10MW/m2及以下。
从实施例3和对比例1-2的检测数据可以看出,单独添加炭黑或石墨时,其纵裂率较大,并且热流密度随时间的波动范围较大,说明两者具有协同作用。
从实施例5-10的检测数据可以看出,添加氧化铅,或同时添加氧化铅和二氧化碲时,均可以降低纵裂率,并且对保护渣其他性能无明显影响。从实施例11-13的检测数据可以看出,同时添加氧化铅、二氧化碲和二氧化锆时,纵裂率大大降低,热流密度的波动范围大大降低,并且保护渣其他性质表现良好;并且结合对比例3-4的检测数据可以看出,添加二氧化锆后,再添加二氧化碲和氧化铅中的一个时,其纵裂率较大,说明三者具有协同作用。
从实施例3和实施例17-18的检测数据可以看出,添加的水的重量为混合浆料总重的60%时,其得到的保护渣的纵裂率最优。
从实施例3和实施例19的检测数据可以看出,增加喷吹温度到600℃,有利于纵裂率的降低。
本申请实施例中的一个或多个技术方案,至少还具有如下技术效果或优点:
(1)本申请实施例所提供的保护渣,通过在保护渣中加入包括氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化镁的预熔基料,与硅灰石一同,可以大大降低保护渣的熔融温度,并且可以降低保护渣的粘度,同时通过对炭黑和石墨进行合理配比的加入,利用炭黑和石墨的协同作用,能保证保护渣的熔融速度加快,从而能更迅速的覆盖到连铸坯表面,使得中碳钢铸坯在较高的拉速条件下,不易产生裂纹,从而有效的保护高拉速条件下的中碳钢。
(2)本申请实施例所提供的保护渣,可以保证中碳钢铸坯在5.5m/min的高拉速下,其纵裂率均在0.31%及以下,能较好的满足工业生产要求。
(3)本申请实施例所提供的保护渣,碱度和粘度均较合适,应用该保护渣制备钢板,在拉速为5.5m/min的情况下,其纵裂率最小可达到0.16%,并且应用保护渣的热流密度随时间的波动范围均在0.10MW/m2及以下。
(4)本申请实施例所提供的方法,采用两次投料的方式,先在一次料中投入纯碱,使纯碱遇水产生化学反应放热,可以提高制浆水温,并且一次料中炭黑和石墨等碳质材料和粘结剂分散性差,先投入水中可以提高其在泥浆中的分散性。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种薄板坯高拉速中碳钢生产用的保护渣,其特征在于,以质量分数计,所述保护渣的原料包括:硅灰石:10%~25%,石灰石:3%~10%,萤石:3%~10%,纯碱:3%~8%,炭黑:0.7%~3.5%,石墨:0.3%~1.5%,粘结剂:3%~8%,其余为预熔基料;
其中,以重量份数计,所述预熔基料的化学成分包括:氧化钙:450~500份,二氧化硅:320~350份,氧化铝:60~80份和氧化镁:10~20份。
2.根据权利要求1所述的保护渣,其特征在于,以质量分数计,所述保护渣的原料包括:硅灰石:15%~20%,石灰石:5.5%~7.5%,萤石:5.5%~7.5%,纯碱:5%~6.5%,炭黑:1.5%~2.5%,石墨:0.8%~1.2%,粘结剂:5%~6%,其余为预熔基料。
3.根据权利要求1或2所述的保护渣,其特征在于,粘结剂包括羧甲基纤维素粘结剂和/或黄糊精粘结剂。
4.根据权利要求1或2所述的保护渣,其特征在于,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:氧化铅:5%~7%。
5.根据权利要求1或2所述的保护渣,其特征在于,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化碲:2%~3%。
6.根据权利要求1或2所述的保护渣,其特征在于,以质量分数计,所述保护渣的原料还包括:二氧化锆:2%~3%。
7.一种制备如权利要求1-6任一项所述的保护渣的方法,其特征在于,所述方法包括:
分别得到硅灰石、石灰石、萤石、纯碱、炭黑,石墨、粘结剂、预熔基料、氧化铅、二氧化碲和二氧化锆;
将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述纯碱、所述炭黑、所述石墨、所述粘结剂、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行配料和混合,得到混合浆料;
将所述混合浆料以预设温度进行喷吹造粒,得到保护渣。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述纯碱、所述炭黑、所述石墨、所述粘结剂、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行配料和混合,得到混合浆料,具体包括:
将所述纯碱、所述炭黑、所述石墨和所述粘结剂进行混合,得到一次料;
将所述硅灰石、所述石灰石、所述萤石、所述预熔基料、所述氧化铅、所述二氧化碲和所述二氧化锆进行混合,得到二次料;
向所述一次料中以预设量加入溶剂进行搅拌混合,后加入所述二次料进行搅拌,得到混合浆料。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述预设量占所述混合浆料总重的50%~70%。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述喷吹造粒的温度为500℃~600℃。
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