[發明專利]汽車板連鑄用結晶器保護渣

在審

• 申請號: 201610103385.3
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105537546A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 李平;王謙;何生平;吳婷
• 申請（專利權）人: 唐山市鑫焱昌科技有限公司
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓;李華華

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及連鑄工藝中使用的輔助材料，更具體涉及汽車板連鑄用結晶器保護渣。

背景技術

連鑄保護渣是一種覆蓋在連鑄機結晶器內鋼水表面的煉鋼輔助用功能材料，它具有絕熱保溫、防止鋼水氧化、吸收夾雜、潤滑及控制傳熱等多種功能，是煉鋼過程控制鑄坯表面質量的最后一道工藝要素。汽車鋼是鋼材產品中的高端產品，是一個國家的鋼鐵工業技術水平的重要標志。由于汽車鋼生產節奏緊，常導致鋼水中氧化鋁夾雜量較高，在澆鑄時常通過加大水口吹氬量來避免水口被Al₂O₃夾雜堵塞的問題，并且還希望提高拉速以提高生產率。這些因素都容易使鋼水中的夾雜和結晶器保護渣被卷入連鑄坯中，使最終的軋材夾雜/夾渣含量較高。因此，如何提高汽車鋼等高質量薄材產品潔凈度已成為國內外冶金研究工作的一項重要課題。

在汽車鋼的連鑄過程中，保護渣引起的鋼水增碳和皮下夾渣是汽車板兩個主要的質量缺陷。連鑄保護渣中一般要加入一定數量的炭質材料，用來控制保護渣的熔化速度、消耗量及熔化特性等。超低碳鋼連鑄時，為防止鋼水增碳，需要大幅降低保護渣中炭質材料含量，但是當保護渣中炭質材料含量太低時，熔化過程又難以得到有效控制，使得結晶器內渣條嚴重，從而影響連鑄工藝的順行，并且熔化過程的不穩定也會造成鑄坯增碳。因此，在降低保護渣中碳含量的基礎上，尋找炭質材料的替代物并穩定低碳含量下保護渣的熔化過程是解決保護渣增碳問題的最有效方法。為解決增碳問題，中國專利CN103121089A公開了“一種超低碳鋼用彩色連鑄結晶器保護渣”，該發明特征在于所述保護渣中Fe₂O₃重量百分比為15.5~17%，不添加任何碳質材料，該保護渣雖然避免了鋼水增碳的問題，但是不適用與高Ti和高Al含量的汽車鋼板連鑄；這是因為渣中強氧化性組份Fe₂O₃含量過高，會與鋼水中Ti和Al發生反應，導致保護渣性能惡化，且降低鋼渣界面張力大幅度降低，增加卷渣幾率。同樣，中國專利CN100443215C、CN1131118C、CN1245266C、CN1872451A、CN101530896B等也提出了解決超低碳鋼增碳的有效方案，但是這些專利都沒有在防止增碳的同時考慮保護渣卷渣的問題。

對于保護渣卷渣引起皮下夾渣缺陷這一難題，目前還沒有得到有效地解決。在合理控制結晶器流場的基礎上，皮下夾渣的形成與保護渣液渣在結晶器彎月面凝固時的黏附有關。當液渣附著在彎月面凝固鉤上，由于結晶器的上下振動，上浮的鋼水將彎鉤壓平，這樣坯殼上的液渣就被夾在振痕波谷下面，形成皮下夾渣缺陷。為減少夾渣，必須盡可能降低液渣在彎鉤上的附著力，對于給定的鋼種，附著力取決于保護渣：一方面，增大保護渣的表面張力會使液渣對鋼液的附著力減小；另一方面，提高保護渣黏度，提高保護渣黏度可以降低振痕深度，而降低振痕深度對抑制凝固彎鉤的形成有利。中國專利CN102019382B公開的“低鈉高粘度鍍錫板結晶器保護渣”和CN103128240A公開的“一種低碳鋼連鑄結晶器保護渣”，都通過降低保護渣中Na₂O含量，提高保護渣表面張力，但是這兩個專利中SiO₂含量都很高，分別為44.1~46.1%和40~44%，不適用于Al、Ti含量較高的汽車鋼的連鑄生產。專利CN104707959A公開了“一種汽車板用連鑄保護渣”，其基體成份按重量百分比為Na₂O≤0.25%，MgO0.5~4.5%，Fe₂O₃0.3~1.0%，Al₂O₃5~25%，Li₂O0.5~6.5%，BaO0~16%，F^-5~9%，SiO₂20~40%，C1~2%，整體而言，該發明保護渣具有較高的黏度和表面張力，有利于減少汽車板連鑄板坯的夾渣發生率，但是該保護渣中SiO₂含量較高，為20~40%，因此該保護渣的低反應性仍較高，當連鑄Al或Ti含量很高的汽車鋼時，該保護渣需要進一步優化。另外，超低碳鋼屬于導熱性差的鋼種，為強化鑄坯冷卻，保護渣不希望析晶，F^-的配入量一般較低，為3～5%左右，而該發明保護渣中F^-含量稍微偏高，為5~9%，有生成如槍晶石含氟晶體的可能，采用電磁滯動實行高拉速時不利于對鑄坯的潤滑。

發明內容