一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法，属于连铸结晶器保护渣技术领域，解决了现有技术中保护渣易与钢中稀土发生反应，稀土夹杂物易上浮进入渣中，导致保护渣的使用性能恶化，严重影响稀土钢连铸工艺顺行和铸坯表面质量等问题。本发明专利技术稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣包括CaO、SiO

A kind of mould flux for rare earth microalloyed steel bar and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法
本专利技术属于连铸结晶器保护渣
，特别涉及一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法。
技术介绍
稀土微合金化技术和稀土处理钢技术目前在耐热钢、耐蚀钢、耐磨钢等领域得到广泛的应用。但是稀土钢连铸生产过程中，保护渣易与钢中稀土发生反应，稀土夹杂物易上浮进入渣中，导致保护渣的使用性能恶化，严重影响了稀土钢连铸工艺顺行和铸坯表面质量。由于稀土元素熔点、燃点较低，在连铸喂丝过程中极易氧化形成高熔点夹杂物，并有强烈的聚结倾向，使结晶器保护渣的性能发生变化，结晶度急剧升高，粘度随之上升，渣耗下降，渣圈增厚，熔渣不能通过弯月面均匀地流入铸坯和结晶器间隙，使结晶器壁与坯壳间液态渣膜变薄，局部甚至无渣膜，恶化润滑和传热条件，造成铸坯表面裂纹增多，或夹杂物卷入弯月面初生坯壳，导致铸坯表面和皮下出现夹杂，严重时会引起粘结漏钢。研究开发适用于稀土钢连铸的新型保护渣对于稀土在钢中应用技术的发展具有推动作用。大量的研究表明，稀土钢连铸结晶器保护渣的性能有着特殊的要求。其中包括：l)低的氧化性，熔渣的氧化能力要小；2)熔渣的表面张力要小，较好的溶解、吸收稀土夹杂物的能力，降低渣的粘度和熔渣一夹杂物间界面张力；3)熔渣的熔化性和流动性要好，较低的凝固温度和结晶化率能改善保护渣的润滑和传热性能，合适的熔化速度能控制熔渣层厚度。熔渣的熔融好具有玻璃性状，难于析出初晶。传统研究认为，提高碱度能增强保护渣溶解、吸收夹杂物的能力和速度，由于稀土元素能与熔渣中的SiO2反应，使熔渣碱度波动大，因此大多专利围绕SiO2含量的增减设计开发。专利JP2005152973、CN200810039377.2提出增加SiO2方案。已报道的CN200810039377.2、CN201510016163.3、JP2006110578、JP2003181607、JP2006110578日本专利、PCT专利W02007125871所涉及的保护渣碱度均较高。专利CN104550797A把SiO2含量降低到2～10％范围内，添加超过50％为CaO、Al2O3，通过添加Ce2O3替代Na2O降低保护渣的聚合度，起网络破坏体作用，该专利是按照高碱度的设计开发思路，通过降低SiO2含量，大幅提高CaO含量比率获得高碱度。但是保护渣中的高碱度增加了保护粘度增高、晶体析出温度提高，加快结晶化趋势，对保护渣玻璃体损害加大，增大结晶器摩擦阻力；减少初始保护渣SiO2中的含量，以有效降低渣金反应性能，SiO2含量反而增大了稀土与保护渣组元的反应趋势。同时仍需添加较高含量的Na2O、CaF2等助熔剂较更易与钢液中的稀土反应，增加渣金界面反应趋势。降低SiO2含量严重影响熔渣中的玻璃体状态，其负面效果显而易见。
技术实现思路
鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法，用以解决现有技术中保护渣易与钢中稀土发生反应，稀土夹杂物易上浮进入渣中，导致保护渣的使用性能恶化，严重影响稀土钢连铸工艺顺行和铸坯表面质量等问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术公开了一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，保护渣的成分包括CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、F-、MgO、B2O3和C。进一步的，保护渣的碱度R(CaO％/SiO2％)＝0.5～0.6，熔点<910℃，1300℃时保护渣的粘度为0.4～0.6Pa·S。进一步的，保护渣中各成分的质量分数为：CaO：16％-20％、SiO2：30％-38％、Al2O3<4％、Na2O<4％、K2O：5％-7％、F-：4％-5％、MgO：4％-6％、B2O3：8％-11％、C：16％-20％。进一步的，保护渣中各成分的质量分数为：CaO16％、SiO230％、Al2O32％、Na2O3％、K2O7％、F-5％、MgO6％、B2O311％、C20％。进一步的，保护渣中各成分的质量分数为：CaO20％、SiO237％、Al2O33％、Na2O3％、K2O5％、F-4％、MgO4％、B2O38％、C16％。进一步的，保护渣中各成分的质量分数为：CaO18％、SiO235％、Al2O32％、Na2O2％、K2O6％、F-4％、MgO5％、B2O310％、C18％。另一方面，本专利技术还公开了一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣的制备方法，保护渣采取预熔处理，主要原料加热至1410℃以上高温预熔，然后水淬，再干燥脱水，然后筛分后与C混合；主要原料为除C以外的所有原料。本专利技术还公开了一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣的应用，保护渣用作稀土微合金化高强度建筑钢筋生产的保护渣。进一步的，稀土微合金化高强度建筑钢筋的化学成分按重量百分比计为：C：0.20％～0.25％，Si：0.40％～0.80％，Mn：1.1％～1.60％，Re>0.025％，P：<0.045％，S：<0.045％，O、Ca+Mg的质量百分比满足：O/S<0.2，Re/(Ca+Mg)控制在10-100之间；其余为Fe和不可避免的杂质。进一步的，稀土微合金化高强度建筑钢筋生产中，稀土添加采用结晶器喂入稀土包芯线的方式。与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：1)本专利技术提供了一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，普通保护渣用于稀土钢连铸时，只浇铸3、4炉保护渣性能就会恶化，造成浇铸水口堵塞或连铸过程中钢水漏钢事故，需要更换浇铸水口或停浇钢水。本专利技术连铸用稀土钢连铸结晶器低反应保护渣设计，可以防止结晶器喂稀土合金丝过程中保护渣性能恶化，提高连浇钢水炉数超过15炉，并保证优质钢的生产，提高生产率，降低吨钢单位成本，避免因结晶器保护渣劣化而导致铸机漏钢事故的发生。2)本专利技术基于稀土元素微合金化钢生产，对保护渣的成分进行了深入研究，通过具体连铸生产实践，对比传统连铸结晶器保护渣和稀土合金丝后保护渣的成分变化，最终确定稀土合金与SiO2、Na2O、CaO发生反应，不与MgO、CaF2、Al2O3等发生反应。基于生产实践的结晶保护渣在喂稀土合金丝过程中保护渣是碱度增加，粘度增大的反应过程。不同于传统研究认为的提高碱度能增强保护渣溶解、吸收夹杂物的能力和速度进行的保护渣成分设计，本专利技术保护渣采取低碱度、低粘度、低熔点的设计开发思路，克服了传统的技术偏见，取得了预料不到的技术效果，可将连浇钢水炉数提高至15炉以上，较现有的保护渣连浇钢水炉数(1-2炉)增加了7倍以上。3)本专利技术保护渣采取预熔处理，主要原料(除C以外的所有原料)加热至1410℃高温预熔，然后水淬，再干燥脱水，然后筛分后与石墨混合，减少了保护渣生料在连铸过程中与稀土氧化物发生剧烈反应，延长保护渣使用寿命。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，其特征在于，所述保护渣的成分包括CaO、SiO

【技术特征摘要】
1.一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，其特征在于，所述保护渣的成分包括CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、F-、MgO、B2O3和C。


2.根据权利要求1所述的稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，其特征在于，保护渣的碱度R(CaO％/SiO2％)＝0.5～0.6，熔点<910℃，1300℃时保护渣的粘度为0.4～0.6Pa·s。


3.根据权利要求2所述的稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，其特征在于，所述保护渣中各成分的质量分数为：CaO：16％-20％、SiO2：30％-38％、Al2O3<4％、Na2O<4％、K2O：5％-7％、F-：4％-5％、MgO：4％-6％、B2O3：8％-11％、C：16％-20％。


4.根据权利要求3所述的稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，其特征在于，所述保护渣中各成分的质量分数为：CaO16％、SiO230％、Al2O32％、Na2O3％、K2O7％、F-5％、MgO6％、B2O311％、C20％。


5.根据权利要求3所述的稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣，其特征在于，所述保护渣中各成分的质量分数为：CaO20％、SiO237％、Al2O33％、Na2O3％、K2O5％、F-4％、MgO4％、B2O38％、C16％。


6.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠民，潘世群，曹燕光，陈颖，王慧敏，李昭东，张君清，胡水华，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，中联先进钢铁材料技术有限责任公司，江阴市西城钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11