本发明专利技术公开了一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法，所述保护渣的化学成分及质量百分含量为CaO 33%～41%、SiO2 27%～33%、Al2O3 3%～6%、MgO 3%～7%、Na2O 3%～11%、F- 6%～12%、BaO 2%～5%、SrO 1%～4%、B2O3 1%～7%、C 1%～5%。本发明专利技术依据保护渣组成成分对结晶性能的影响机理，从控制传热机理出发，有效改善了钢坯的表面质量，从本质上降低了钢坯表面纵裂纹的发生概率，生产的钢坯表面纵裂纹大幅度减少，折痕均匀并且钢坯表面平整光滑，结晶器中保护渣铺展好，熔化均匀，钢坯表面无清理率达到98.5%以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种连铸工艺中使用的辅助材料，尤其是涉及一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法。
技术介绍
结晶器保护渣是在连续铸钢过程中，置于结晶器内的钢液面上用以保温、防氧化和吸收非金属夹杂的物料。在钢水连续铸造时，在连铸结晶器内的钢水面上不断地加入保护渣，熔化的保护渣随着结晶器的振动不断流入铸坯和结晶器之间，起到润滑和控制传热的作用；熔渣隔绝空气避免钢水氧化；未熔的固态渣对钢水具有保温作用；熔渣还吸收钢水中的氧化铝等夹杂物。保护渣在连铸生产中加入到结晶器内的钢液面上，由于受到钢液的高温作用，保护渣在结晶器内熔化，在钢液面上形成了纵向三层结构，自上而下分别为原渣层、烧结层和熔渣层，这种层状结构，对铸坯表面质量有很大的影响。公开号为CN104607607A的中国专利申请公布了一种含锆中碳钢连铸用无氟保护渣，该保护渣由以下重量百分含量的氧化物组成：CaO35%～45%、SiO230%～35%、Al2O32%～5%、MgO1%～3%、CaO33%～41%、SiO227%～33%、Al2O33.1%～5.9%、MgO3%～7%、B2O36%～10%、(Na2O+Li2O)10%～15%、ZrO21%～3%。公开号为CN102728797A的中国专利申请公布了一种有效控制CSP中碳钢裂纹的结晶器保护渣，其化学成分的质量分数为CaO35%~38%，SiO228%~31%、Al2O31%~3%、MgO1%~2%、Fe2O30.5%~1.5%、F-10%~11.5%、Na2O9%~11.5%、MnO1.5%~3.5%、固定碳5~8%，其余为不可避免的微量元素。本专利技术为控制CSP中碳钢裂纹，碱度在1.20～1.25，并将粘度控制在0.08~0.09Pa·S，熔点为1155~1185℃。以上专利虽然可以在一定程度上改善铸钢的表面性能，但无法从本质上消除钢坯表面纵裂纹的难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，从本质上解决了大板坯中碳钢在连铸过程中表面纵裂纹问题。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，所述保护渣的化学成分及质量百分含量为CaO33%～41%、SiO227%～33%、Al2O33%～6%、MgO3%～7%、Na2O3%～11%、F-6%～12%、BaO2%～5%、SrO1%～4%、B2O31%～7%、C1%～5%。优选地，所述保护渣的化学成分及质量百分含量为CaO34.05%、SiO227.24%、Al2O33.7%、MgO4.9%、Na2O7.91%、F-8.6、BaO5%、SrO3%、B2O32.4%、C3.2%。优选地，所述保护渣的碱度CaO/SiO2为1.1～1.3。优选地，所述保护渣的熔点1088℃～1098℃,1300℃下粘度0.36Pa·s～0.42Pa·s。优选地，所述保护渣的粒度为180目～220目。其制备方法，包括以下步骤：（1）预处理：按保护渣化学成分配比原料并进行破碎处理，得到预处理原料；（2）熔化：用无炉衬水冷炉壁电炉熔化所述的预处理原料，得到熔渣；（3）水淬：将所述的熔渣倒入常温水池冷却，凝固，得到玻璃体；（4）干燥：将所述的玻璃体烘干，得到烘干的玻璃体；（5）粉碎：将所述烘干的玻璃体粉碎，得到玻璃体粉末；（6）加入碳质材料：按配方比例将碳质材料和所述的玻璃体粉末混合，然后加入粘结剂羟甲基纤维素钠盐（CMC），得到混合粉末；（7）造粒：将所述混合粉末按比例气化送入料仓，进行微机配料，配料后再进入搅拌机搅拌得到保护渣半成品，取保护渣半成品检测，待合格后，入球磨机干磨，入水磨机磨细并造浆，提料喷雾造粒，产品检测，合格品包装入库。优选地，步骤（4）中所述烘干的玻璃体含水量小于2％。优选地，步骤（6）中所述碳质材料为中超碳黑或土状石墨中的一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术依据保护渣组成成分对结晶性能的影响机理，从控制传热机理出发，有效改善了钢坯的表面质量，从本质上降低了钢坯表面纵裂纹的发生概率，具体来说有以下几点：（1）本专利技术中添加B2O3组分，从而有效避免了保护渣在冷凝过程中析出高熔点的固相组分，不仅保证了保护渣对铸坯的润滑作用，减少了钢坯受到的摩擦力，同时还使保护渣靠近结晶器侧传热均匀，有效改善了钢坯的表面质量，从本质上降低了钢坯表面纵裂纹的发生概率。（2）本专利技术中MgO、BaO、SrO三种碱土金属的氧化物协同使用，有效提高了本专利技术中保护渣吸收高熔点夹杂的性能，同时协调了保护渣的玻璃化特性，减小了产品的表面缺陷和及皮下夹杂缺陷。（3）本专利技术中部分实施例中选用生物质碳作为碳质材料，在保护渣熔化过程中，不仅起到了良好的骨架效应，控制保护渣的熔化速度在合理范围内，保证了熔渣均匀、迅速、适量地流入钢坯与结晶器之间的缝隙，同时生物质碳利于降低能耗，降低生产成本，提高经济效益。具体实施方式保护渣原料：石灰石、海砂、工业氧化铝、菱镁矿、蒙脱土、萤石、碳酸钡、天青石、硼砂和碳质材料。下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分及质量百分含量为CaO36.3%、SiO233%、Al2O33%、MgO5%、Na2O3%、F-12%、BaO2%、SrO1%、B2O33.7%、C1%。其制备方法，包括以下步骤：（1）预处理：按保护渣化学成分配比准备石灰石、海砂、工业氧化铝、菱镁矿、蒙脱土、萤石、碳酸钡、天青石、硼砂并进行破碎处理，得到预处理原料；（2）熔化：用无炉衬水冷炉壁电炉熔化所述的预处理原料，得到熔渣；（3）水淬：将所述的熔渣倒入常温水池冷却，凝固，得到玻璃体；（4）干燥：将所述的玻璃体烘干至含水量为1.5％得到烘干的玻璃体；（5）粉碎：将所述烘干的玻璃体粉碎，得到玻璃体粉末；（6）加入碳质材料：根据具体的偏差补加上述原料进行微调，然后按配方比例加入中超碳黑，然后加入粘结剂羟甲基纤维素钠盐（CMC），得到混合粉末；（7）造粒：将所述混合粉末按比例气化送入料仓，进行微机配料，配料后再进入搅拌机搅拌得到保护渣半成品，取保护渣半成品检测，待合格后，入球磨机干磨，入水磨机磨细并造浆，提料喷雾造粒，产品检测，合格品包装入库。经测定，该大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣的粒度为180目，碱度CaO/SiO2为1.1，熔点1088℃，1300℃下粘度0.36Pa·s。实施例2一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分及质量百分含量为CaO35%、SiO231%、Al2O34%、MgO7%、Na2O4%、F-8%、BaO3%、SrO2%、B2O32%、C4%。其制备方法，包括以下步骤：（1）预处理：按保护渣化学成分配比准备石灰石、海砂、工业氧化铝、菱镁矿、蒙脱土、萤石、碳酸钡、天青石、硼砂并进行破碎处理，得到预处理原料；（2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣的化学成分及质量百分含量为CaO 33%～41%、SiO2 27%～33%、Al2O3 3%～6%、MgO 3%～7%、Na2O 3%～11%、F‑ 6%～12%、BaO 2%～5%、SrO 1%～4%、B2O3 1%～7%、C 1%～5%。
【技术特征摘要】
1.一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣的化学成分及质量百分含量为CaO33%～41%、SiO227%～33%、Al2O33%～6%、MgO3%～7%、Na2O3%～11%、F-6%～12%、BaO2%～5%、SrO1%～4%、B2O31%～7%、C1%～5%。
2.根据权利要求1所述的一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣的化学成分及质量百分含量为CaO34.05%、SiO227.24%、Al2O33.7%、MgO4.9%、Na2O7.91%、F-8.6、BaO5%、SrO3%、B2O32.4%、C3.2%。
3.根据权利要求1所述的一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣的碱度CaO/SiO2为1.1～1.3。
4.根据权利要求1所述的一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣的熔点1088℃～1098℃,1300℃下粘度0.36Pa·s～0.42Pa·s。
5.根据权利要求1所述的一种大板坯中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣的粒度为180目～220目。
6.根据权利要求1所述的一种大板坯中...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵春宝，张福，杜震宇，陈永彦，王岩，王旭阳，
申请(专利权)人：西峡龙成冶金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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