一种高拉速结晶器保护渣制造技术

本发明专利技术涉及连铸结晶器保护渣，特别涉及一种高拉速结晶器保护渣，克服现有技术中当拉速超过１．２ｍ／ｍｉｎ，保护渣消耗量低、结晶器粘结报警率高的问题。一种高拉速结晶器保护渣，其组成成分的重量百分比为：ＳｉＯ２?３２．０～３４．０％，ＣａＯ?３９．０～４１．０％，Ａｌ２Ｏ３?４．０～５．０％，Ｎａ２Ｏ?７．５～９．５％，Ｆ－?５．０～６．０％，ＭｇＯ?２．０～３．０％，Ｆｅ２Ｏ３?０．５～１．５％，Ｃ?２．５～３．０％，Ｌｉ２Ｏ?０．７～１．０％，Ｂ２Ｏ３?０．９～１．４％。保护渣中二元碱度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）为１．１５～１．２５。主要用于电磁制动技术下板坯铸机连铸包晶钢的高拉速结晶器保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连铸结晶器保护渣，特别涉及一种高拉速结晶器保护渣，主要用于电磁制动技术下板坯铸机连铸包晶钢的高拉速结晶器保护。
技术介绍
目前高效连铸仍然代表连铸发展的主流技术方向。所谓高效连铸通常是指比常 规连铸生产效率更高，以高拉速为核心，以高质量、无缺陷铸坯生产为基础，实现高连浇率、 高作业率的连铸系统技术，其核心是高拉速技术。但高拉速连铸技术的实现给连铸工艺带 来了许多新的难题，其中之一就是随着浇注速度的增加，连铸保护渣相对消耗量减少，造成 结晶器壁与凝固坯壳之间的润滑不充分、传热不均勻，容易发生铸坯表面缺陷和粘结性漏 钢事故，尤其是浇注包晶钢。为了解决板坯浇注包晶钢最容易出现的表面纵裂纹质量问题， 现有技术从保护渣角度是采用高碱度(Ca0/Si02比)、高结晶比和高凝固温度(简称三高 渣)来实现结晶器弯月面区域的“缓冷”，保护渣典型化学成分(重量百分比)CaO 44%, SiO2 34%, Na2O 7%, F"9%, Al2O3 3%, C 3%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1. 30 ；物理性质熔 点1142°C，1300°C的粘度0.065Pa · S，凝固温度1198°C，渣膜结晶比达到100%。虽然，这 种三高渣能有效地控制板坯表面纵裂纹，但由于在结晶器弯月面区域传热慢，使得坯壳薄、 收缩小，保护渣的流入小，加上保护渣的高凝固温度也降低了保护渣在结晶器内的液渣膜 厚度，使得坯壳与结晶器之间的摩擦力增加，加大了结晶器粘结报警几率，所以板坯连铸包 晶钢的拉速通常比低碳钢要低。对于浇注断面210X900 1300mm2的板坯连铸机。为了保证高拉速条件下结晶 器内液面稳定、不发生卷渣，结晶器采用了电磁制动控制技术。通过比较发现使用电磁制 动较不采用电磁制动结晶器内液面区域温度要高5 10°C，说明在结晶器弯月面钢水的高 过热度减缓了坯壳的形成速度，有利于减少铸坯表面纵裂纹的发生几率。经过统计发现采 用结晶器电磁制动技术板坯浇注包晶钢表面纵裂纹明显要低于未采用电磁制动的，但当拉 速超过1. 2m/min.时结晶器粘结报警比例高达20%，保护渣消耗量一般不足0. 5公斤/吨 钢。由此说明采用结晶器电磁制动技术能在一定程度上减轻板坯浇注包晶钢出现的纵裂纹 问题，保护渣的开发思路应重点放在解决高漏钢报警率的问题上，以实现高的包晶钢板坯 浇铸速度。因此，开发出适应结晶器电磁制动技术应用的高拉速包晶钢板坯保护渣具有重 要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种高拉速结晶器保护渣，主要解决电磁制动条件下高拉速板 坯铸机连铸包晶钢过程中结晶器粘结报警率高的技术问题。为实现本专利技术的目的，本专利技术的技术方案为一种高拉速结晶器保护渣，其组成 成分的重量百分比为Si02 3 2 . 0 34. 0%，CaO 39. 0 41. 0%，Al2034. 0 5. 0%，Na2O 7. 5 9. 5%，Γ5. 0 6. 0%，MgO 2. 0 3. 0%，Fe2O3O. 5 1. 5%，C 2. 5 3. 0%，Li2OO. 7 1· 0%, B2O3 0· 9 1· 4%。保护渣中二元碱度(Ca0/Si02)为 1. 15 1. 25。本专利技术渣较现用板坯包晶钢保护渣体现了如下特点1)较低的二元碱度(R = Ca(VSiO2)，有利降低保护渣的凝固温度和渣膜的结晶 比，增强液态渣膜的润滑功能，同时也提高弯月面传热，改善液渣流入条件，增加保护渣消 耗量。通过构建1. 25-1. 5不同碱度保护渣的TTT曲线得出，参照图1、2，随着碱度的增加， TTT曲线向孕育时间缩短、等温温度升高的方向移动。随着熔渣碱度的提高，CaO提供的 02_促进硅氧四面体网络结构解体，粘度降低，使得离子扩散迁移的位阻降低，促进了晶体 的长大，故表现为孕育时间缩短；保护渣液相线温度提高，从而导致开始析出晶体的温度升 高。而当液渣膜结晶温度高、结晶率高时，将使结晶器热阻提高、铸坏与结晶器壁摩擦力增 大，此时易发生漏钢和质量缺陷。因此，要得到润滑良好的铸坯，保护渣应采用较低的二元 碱度。同时，根据碱度对热流密度的影响规律，碱度在0. 8 1. 1范围内热流密度呈增加趋 势，当碱度大于1. 1时，热流密度开始下降。碱度从0. 8 1. 1变化的过程中，渣膜厚度逐 渐减小，因此热流密度增加，当碱度在1. 2时，渣膜中有气孔出现，表面粗糙度很大，因此有 效降低了界面热阻，从而使热流密度下降。此后，碱度越大，析晶率越高，热流密度也随之下 降。结合碱度对析晶温度和热流密度的影响规律，选择该保护渣的碱度为1. 15-1. 25之间。2)保护渣中加入一定量的Li2O除了促进结晶外，也能改善保护渣的润滑性能。通 过对0. 5-3%含量的Li2O渣系TTT曲线的研究发现，参照图3、4、5，Li2O含量由0. 5%增加 到1. 5%，试样的粘度减小0. 08Pa · s，孕育时间减小25s。但Li2O含量达1. 5%后，晶体孕 育时间变化幅度不大，故继续增加Li2O含量对结晶速度并没有提高。再通过Li2O对渣膜热 流的影响研究发现，通过渣膜的热流随着Li2O含量的增加而增加。根据保护渣的熔点设定 范围以及促进结晶和结晶器热流的需要，选择Li2O含量为0. 7-1. 0%。3)保护渣中加入一定量的B2O3也起到两个方面的作用，一是增强保护渣吸收脱氧 产物的功能，同时也能降低保护渣的凝固温度，改善保护渣的润滑性能。参照图6、7，研究 B2O3含量0-3%渣样的CCT曲线发现，随着B2O3含量增加，保护渣临界冷却速度减小，渣样的 结晶能力减弱，玻璃性增强。B2O3每增加1%，保护渣熔点降低IPC，相当于在同样的浇铸 温度下保护渣的过热度提高，从而使得结晶相的析出受到抑制，提高了熔渣的玻璃化率，改 善保护渣的润滑性能。通过对B2O3含量对熔化温度和粘度的影响规律研究发现，B2O3含量 的增加可以使熔渣粘度和熔化温度大幅降低。B2O3加入渣中能显著降低熔渣的熔化温度， 进而使得熔渣的流动性增强，再者，B2O3属酸性氧化物，其“网络”形成体的作用较SiO2弱， 因此它的增加就降低了 SiO2的作用。再加上熔渣的流动性增强，这两方面的共同作用降低 了熔渣的粘度，改善熔渣的玻璃性，进而改善熔渣的润滑性能。4)保护渣中C含量控制在合适的范围。保护渣中的碳质材料对其熔速有很大的 影响，图8为碳黑和石墨的加入形式及加入量对保护渣熔化速度的影响。由图可知加入渣 中的碳含量越多，保护渣的熔化量越小，熔化速度越慢。而熔速是评价保护渣供给液渣能力 的重要参数；消耗量为判断润滑提供非常有价值的参数。该专利技术是 实现高的包晶钢板坯浇 铸速度，解决结晶器粘结报警率高的问题，因此，应保证保护渣有较快的熔化速度和合适的 渣耗量。分别根据熔化速度、渣耗量和碳含量的经验公式计算，并综合考虑其他碳酸盐的影 响，得出碳含量控制在2. 5% -3%之间。本专利技术的制备方法为原料准备一配料一搅拌混勻一水磨成浆一喷雾造粒一成品包装，其中混勻搅拌和水磨成浆时间各60分钟。 本专利技术原料包括熔化料、水泥熟料、硅灰石、萤石、碳酸钠、碳酸锂、氟化钠、无水硼 砂、铝矾土、膨润土、炭黑，本专利技术所述保护渣原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高拉速结晶器保护渣，其组成成分的重量百分比为：ＳｉＯ↓［２］３２．０～３４．０％，ＣａＯ３９．０～４１．０％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］４．０～５．０％，Ｎａ↓［２］Ｏ７．５～９．５％，Ｆ↑［－］５．０～６．０％，ＭｇＯ２．０～３．０％，Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］０．５～１．５％，Ｃ２．５～３．０％，Ｌｉ↓［２］Ｏ０．７～１．０％，Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０．９～１．４％，保护渣中二元碱度ＣａＯ／ＳｉＯ↓［２］为１．１５～１．２５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉娣，文光华，江中块，唐萍，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]