[發明專利]一種預熔型連鑄結晶器保護渣及其制備方法

有效

• 申請號: 200810049028.9
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101214534A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 王慶來;程卓;楚永法;陳玉設;張國令;羅志剛;李秀忠
• 申請（專利權）人: 河南通宇冶材集團有限公司
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所
• 代理人: 陳浩

(一)技術領域

本發明屬于煉鋼輔材領域，特別涉及一種預熔型連鑄結晶器保護渣及其制備方法。

(二)背景技術

連鑄結晶器保護渣是連鑄生產中的重要材料，是生產無缺陷鑄坯的必要手段。連鑄保護渣在結晶器中有五大功能：隔絕空氣，防止鋼水二次氧化；絕熱保溫，防止鋼水表面局部冷凝；凈化鋼水界面，吸收鋼中上浮夾雜物；潤滑鑄坯表面，減少拉坯阻力；改善鑄坯和結晶器間的凝固傳熱。連鑄保護渣的性能直接影響到鑄坯的表面質量和內部質量乃至鋼材的成材率。

高拉速(大板坯拉速在1.2m/min以上)連鑄技術是保證煉鋼-軋鋼連續作業線能夠維持平衡、物流量平衡的必要條件。但是隨著澆注速度的增加，連鑄面臨著漏鋼和鑄坯質量惡化等問題。造成漏鋼的原因主要有：①高拉速下連鑄保護渣相對消耗量減少，使潤滑渣膜的厚度和均勻性得不到保證，造成結晶器內粘結現象加強，磨擦阻力增大，造成初生凝固坯殼中的拉伸應力增加；②結晶器銅板溫度增高，凝殼減薄；③鑄坯出結晶器下口時，較薄的坯殼容易鼓肚，鑄坯由面支撐突然轉變為線支撐。造成鑄坯質量惡化的原因有：①由于拉坯速度較高，單位時間注入結晶器內的鋼液量大，而結晶器由于容積小，對高速鋼流的緩沖作用小，使結晶器內液面波動加劇，容易卷入熔渣及夾雜；彎月面波動加劇，常引起鑄坯裂紋、凹坑、夾雜、氣孔等缺陷，同時使結晶器鋼液面上熔渣層難以保持；②在澆注過程中板坯結晶器壁各處溫度場分布不均勻(尤其是水口附近)，在流股的強烈沖刷下，使凝固坯殼厚度不均勻，易造成鑄坯的裂紋。

而高拉速連鑄生產寬板坯鋼板，由于板坯連鑄的寬厚比較大，噸鋼鋼液與結晶器壁的接觸面積大，鋼液散熱速度比其它類型斷面的鑄坯要快，因此鋼液凝固速度快，結晶器液面溫度低，造成保護渣的熔化條件不好，易造成鑄坯表面和皮下夾渣及皺皮等缺陷；另外鑄坯在凝固過程中沿寬邊水平方向有較大的拉伸應力，此拉伸應力也是造成板坯縱裂的主要原因之一，隨著板坯寬度的增加，縱裂出現率呈上升趨勢。

由于高拉速連鑄生產寬板坯存在以上諸多問題，對保護渣的性能提出了較高的要求，目前有些進口保護渣能解決以上部分問題，但是進口保護渣費用高，不適于大范圍推廣。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種預熔型連鑄結晶器保護渣，以適應目前高拉速連鑄生產寬板坯鋼板的需要，減少漏鋼現象，提高鑄坯質量。

本發明采用的技術方案如下：

一種預熔型連鑄結晶器保護渣，所述保護渣的重量百分組成如下：SiO₂?31-36％、CaO?30-35％、MgO?2-5％、Fe₂O₃不大于1.5％、Al₂O₃?2-5％、Na₂O?8-11％、F?5-8％、Li₂O?0.8-1.5％、C?3-6％，余量為不可避免的雜質。

較好的，所述保護渣的重量百分組成如下：SiO₂?33-35％、CaO?32-34％、MgO3-4％、Fe₂O₃不大于0.8％、Al₂O₃?3-4％、Na₂O?8-10％、F?6-7.5％、Li₂O?1.1-1.4％、C?4-5.5％，余量為不可避免的雜質。

所述連鑄結晶器保護渣的組成是根據CaO-SiO₂-Al₂O₃三元系中的硅石灰區域選擇各成分組成，在構成保護渣的組分中CaO作為主要的堿性材料，SiO₂作為主要的酸性材料，Na₂O、CaF₂、Li₂O作為主要的助熔劑，碳質組分作為骨架材料以及熔速控制劑。通過基料和熔劑的有機組合，調整保護渣的化學成份，以調節保護渣的熔化溫度、粘度、結晶性能、吸收夾雜能力、傳熱能力等理化指標，滿足在高拉速狀態下能保持正常的渣耗量和液渣層厚度及合理傳熱量的需要，從而保證了結晶器出口端的坯殼厚度，實現無粘結連鑄生產。

進一步，調整所述保護渣具有如下理化性能：堿度R為0.90～0.95，熔化溫度為1030±30℃，1300℃粘度為1.10～1.30Pa·S。

在堿度R為0.90～0.95范圍內，析晶率為零，即熔融保護渣可實現100％玻璃化率，熔融保護渣液體具有優良的潤滑功能。