[發明專利]一種低碳低合金鋼用超高拉速薄板坯連鑄保護渣

在審

• 申請號: 202010328264.5
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111604482A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 朱立光;袁志鵬;肖鵬程;王杏娟;劉增勛;張洪波;高永春;張軍國;單慶林;王彬;王碩明;趙建平;殷楷;陸新
• 申請（專利權）人: 華北理工大學;河北科技大學
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 合肥初航知識產權代理事務所(普通合伙) 34171
• 代理人: 謝永

本發明公開了一種低碳低合金鋼用超高拉速薄板坯連鑄保護渣，該保護渣的化學成分重量百分比為：CaO：28～30％，SiO₂：24～26％，Al₂O₃：5～7％，MgO：5～7％，Na₂O：7～9％，K₂O：0～1％，CaF₂：7～9％，Fe₂O₃：0～1％，Li₂O：1～2％，C：5～7％，余量為不可避免的雜質。通過對該保護渣組分的調整，特別是通過調整助熔劑Li₂O以及單質碳的含量，降低保護渣的熔點和轉折溫度，并且提高熔化速度，使其在連鑄澆注過程中保持足夠的液渣層厚度，同時改善其潤滑性能，使保護渣的熔化速度和流入速度達到穩定的平衡狀態，增大了保護渣的熔化區間，在提高保護渣流動性的同時改善傳熱，從而有效降低在澆注過程中裂紋和夾渣的發生率，對超高拉速下低碳低合金鋼薄板坯生產穩定順行及鑄坯質量的提高提供保障。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，具體涉及連鑄用冶金輔助材料，更具體涉及低碳低合金鋼連鑄工藝中使用的一種適用于超高拉速薄板坯的連鑄保護渣。

背景技術

連鑄保護渣是一種以硅酸鹽為基的含有多種熔劑和骨架材料的功能性材料。隨著連鑄拉速的不斷提高和電磁制動設備的使用，使得結晶器內保護渣所處環境及表現出的冶金行為發生較大變化，尤其是熔化均勻性及潤滑性能難以保證。另外，由于漏斗型結晶器的復雜結構，連鑄坯的裂紋敏感性也愈發凸顯，這就需要同時對保護渣的控制傳熱、保障初生坯殼均勻生長方面的性能進行優化。

此外，隨著拉速的增加，結晶器液面處鋼液更新速度加快，從動力學角度為鋼渣反應和保護渣吸附夾雜物創造了條件，這對保護渣使用過程中的穩定造成了不利影響。既要使保護渣潤滑性能優異，又要具有較強的控制傳熱的能力，以保證坯殼與結晶器壁有較小的摩擦力又能均勻生長，避免發生裂紋，這就對保護渣的性能提出了新的更為復雜的技術要求。

電磁制動不但能影響鋼液在結晶器內的流場，對結晶器內的溫度場也具有較大的影響，進而影響保護渣的熔化、結晶、流入、潤滑等一系列的行為。

相對于中厚板坯和方坯結晶器，薄板坯坯殼表面溫度在不同位置的差異性較大。此外，隨著拉速的升高，保護渣單位時間消耗量加大，振動頻率的相應增加，導致結晶器內保護渣流入趨于困難。同時，結晶器內鋼液流速和彎月面的湍動加劇，易將液面上的熔融保護渣卷入到鋼水中，從而引起漏鋼和鑄坯質量事故。電磁制動設備的引入將會有效降低結晶器內的鋼液流動速度，減少結晶器液面波動，進而減小結晶器卷渣幾率。但是電磁制動使結晶器內溫度場也發生較大改變，由此導致保護渣熔化和流入的均勻性下降，危害連鑄坯質量，裂紋和夾渣發生率上升。因此，需要系統地研究保護渣在不同拉速(特別是超高拉速)下的各項性能，綜合評價保護渣在電磁制動下的超高拉速薄板坯連鑄過程中的適用性。

盡管添加合金元素后該鋼種的平衡相圖與經典Fe-C相圖相比有所變化，但是仍然處于低碳鋼的范疇。凝固過程中主要為δ-鐵素及體，涉到奧氏體相變轉化非常少，因此認為該鋼種在凝固過程中產生的體積收縮量較小。針對此類鋼種在結晶器內的澆注過程，應加強關注坯殼與銅壁的潤滑和摩擦問題。

發明內容

本發明的目的就是發明一種電磁制動條件下低碳低合金鋼用超高拉速薄板坯連鑄保護渣，它能夠在超高拉速、使用電磁制動設備和漏斗型結晶器情況下保證足夠的液渣層厚度，同時提高其潤滑能力，改善傳熱，減少鑄坯裂紋和夾渣的發生率，為生產穩定、高效順行提供保障。換言之，本發明在原有常規＜5.0m/min拉速薄板坯低碳低合金鋼用連鑄保護渣的基礎上設計了一種電磁制動條件下低碳低合金鋼用超高拉速薄板坯連鑄保護渣，進一步提高其潤滑性能，減少鑄坯缺陷。