[發明專利]一種合金工具鋼用連鑄結晶器保護渣及其制造方法

無效

• 申請號: 201210270959.8
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102825232A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 魯方志
• 申請（專利權）人: 馬鞍山科潤冶金材料有限公司
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種鋼水連續鑄鋼用結晶器保護渣，特別涉及一種合金工具鋼連鑄用結晶器保護渣及其制備方法，屬于煉鋼及連鑄技術領域。

技術背景

合金工具鋼（包括09CuPRE、09CuPCrNi等鋼種）由于含有Cu、Ti、Cr及Ni等裂紋敏感元素，連鑄過程中鑄坯表面容易產生裂紋、渣坑等缺陷。連鑄過程中，在結晶器采用保護渣是控制連鑄坯表面質量，保證連鑄順行必不可少的手段。結晶器保護渣的主要作用如下：1、在結晶器與鑄坯之間起潤滑作用；2、吸收從鋼液中浮上來的夾雜物；3、防止鋼液的二次氧化和起保溫作用；4、控制從凝固坯殼向結晶器的傳熱速度等。其中控制結晶器與鑄坯的傳熱與潤滑對鑄坯表面及皮下的質量作用是至關重要的。

對于鋼液中夾雜的硫化物通常采取在結晶器內喂稀土絲的工藝方法對其進行變性處理，并達到凈化鋼液的目的。由于稀土元素較活潑，在穿過保護渣液渣層時易與Na₂O、SiO₂發生反應，生成不穩定的低價稀土氧化物，在高溫將被還原生成穩定的高價稀土氧化物和難以電離的稀土硅酸鹽。稀土氧化物熔點很高，均在2000℃以上，若保護渣對其溶解能力較差，則熔渣中會有稀土氧化物或其與保護渣組元形成的復合氧化物等高熔點物質存在。這些高熔點相上浮，使渣膜表面結團，或在結晶器壁上形成渣條，阻礙渣夜的均勻流入，此外部分未上浮的高熔點相在進入渣膜后，極易析出晶體，這樣渣膜的潤滑和均勻傳熱作用受到破壞，誘發鑄坯表面裂紋產生，嚴重時引起漏鋼事故。總之，結晶器喂稀土絲工藝可引起保護渣的熔點、粘度、堿度、析晶溫度、凝固溫度大幅變化，導致其使用性能惡化。

在現有的技術中，通過改變保護渣成分，可使之盡量少地與稀土絲進行反應，同時能快速、大量地溶解稀土氧化物，并且形成均勻的玻璃相。具體措施有以下幾種：（1）保護渣減少Na₂O、SiO₂的含量，增加Al₂O₃以減少稀土氧化物的產生：（2）增加B₂O₃等組元作助熔劑，并且提高溶解稀土氧化物的能力；（3）適量增加組元K₂O，改善保護渣熔融特性。兼作助熔劑：（4）采用較高堿度（CaO/SiO₂），該比值一般在1.1以上，可以提高保護渣的結晶溫度和結晶率，一方面減少輻射傳熱，另一方面結晶體內的微小裂紋、空隙會阻礙和衰減傳熱強度，達到減緩傳熱和減少裂紋的目的，保護渣中通常還含有1~2.5%的Fe₂O₃，可以加快碳質材料燒損、減少燒結層厚度。但是由于Fe₂O₃具有氧化性，會與稀土絲發生反應，使保護渣中稀土氧化物加速生成。

另外，當保護渣堿度過高時，容易導致其析晶溫度過高，從而嚴重惡化鑄坯潤滑狀況，引起鑄坯粘結和漏鋼。連鑄生產被迫采用降低拉坯速度的技術路線，使連鑄機生產率和產能降低20%～30%。堿度過低則保護渣析晶困難，不容易控制傳熱。

因此研究保護渣的潤滑和傳熱性能，特別是如何通過配置保護渣的化學成分，改變其高溫變特性與傳熱特性，即能保證潤滑又能保證控制傳熱能力，是合金工具鋼連鑄時提高生產效率，保證鑄坯表面質量，保證連鑄工藝順行的技術關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種合金工具鋼連鑄用結晶器保護渣，該保護渣在結晶器內融化均勻，對鑄坯的潤滑良好，結晶器與鑄坯間的傳熱均勻、適當。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：