[发明专利]含硼钢连铸专用结晶器保护渣

说明书

技术领域

本发明属于冶金辅料技术领域，特别是一种含硼钢连铸专用结晶器保护渣。

背景技术

含硼（B）钢是以B、Mn为基础代替Cr、Ni 的一种低合金结构钢，在某些机械制造用钢中加入微量硼（0.0010～0.050 wt%）能显著提高淬透性和抗疲劳性，综合性能优异，我国Cr、Ni 资源紧缺，而硼资源丰富，开发含硼钢能节约大量贵重元素，同时还可以获得优良的机械性能。硼是极活泼的元素之一，能与钢液中残留的氮、氧结合成夹杂物而丧失其有益的作用，只有以固溶形式存在钢中的硼才能起到有益的作用。钢中的氮含量较高时，硼和氮容易结合生成BN，并在晶界沉淀。含硼钢的BN晶界析出物很细小，连续钉扎在奥氏体和基体变形处，降低了晶界的流动性，使再结晶温度提高。由于再结晶受阻，晶界不能迁移，应力在晶界处集中而不能消除，从而引起晶界的脆化，降低钢的热塑性，使钢的裂纹敏感性增加。因此，提高硼在钢中的有效性需要对钢中的氮进行固定，固定氮的元素通常选择铝（Al）配合微量钛(Ti)以及铌(Nb)，这样就造成了此类钢水中酸溶铝较高，同时又引进了钛的氧化物或氮的氧化物，在连续铸钢过程中，易使水口结瘤造成结晶器中的钢水偏流，结晶器保护渣液渣变性。含硼钢在铸坯上的主要缺陷表现为边部裂纹，这严重影响了铸坯的质量。

发明内容

针对含硼钢铸坯边部裂纹常见问题，本发明提供一种能够有效解决了铸坯表面边部裂纹问题的含硼钢连铸专用结晶器保护渣。

一种含硼钢连铸专用结晶器保护渣，其化学成分质量百分含量如下：CaO 34～40%，SiO2  23～27%，Al2O3 2～4%，F^— 6～8%，MgO 1～2%，MnO 2～4%，Na2O 7～9%，C 5～8%，Li2O 0.1～1.5%。

所述含硼钢连铸专用结晶器保护渣的原料包括如下成份：9～12%质量的氟石，19～23%质量的硅灰石，29～33%质量的预熔料，7～10%质量的焦宝石，7～10%质量的碳酸钠，6～9%质量的水泥熟料，6～9%质量的方解石，0.5～2.5%质量的碳酸镁，2～5%质量的碳酸锰，0.5～6.5%质量的锂辉石， 0.2～4%质量的中碳，0.1～3%质量的碳黑，0.8～2.5%质量的纤维素钠，其余量为水，所述预熔料的成份及质量百分含量为：SiO2 28～32%，CaO 45～49%，Na2O 8～10%，F^—6.5～8.5%。 

配渣基料的选用。保护渣的性能取决于制渣基料的选择，常规的机混渣主要采用多种生料混合制成，由于受热后产生分解化合物而影响到性能变化，影响了熔渣的稳定性。本发明选用预熔型渣作为保护渣配渣基料，熔渣性能的稳定性得到大幅度的提高。

本发明的含硼钢专用连铸结器晶保护渣主要考虑以下因素：

保护渣碱度

保护渣碱度是反映熔体结构的指标，在一定程度上对保护渣的熔体结构有很大的影响，对保护渣的结晶特性和保护渣的凝固行为影响很大，直接关系到保护渣的导热性能和润滑性能，是衡量保护渣特性的重要指标。保护渣碱度直接影响渣膜的结晶率，高碱度渣会形成高结晶率的渣膜，高结晶率的保护渣可以有效降低初生坯壳经渣膜向结晶器传热速度，使铸坯坯壳生长均匀，避免裂纹产生。

含硼钢中含有酸性Al、BN、Ti或Nb等氧化物及氮化物,提高熔渣的碱度，使扩散速度加快，有利于加快吸收钢水中的夹杂。所以提高碱度是提高熔渣吸收夹杂和控制表面边部纵裂的有效手段。本保护渣碱度选择控制在1.25～1.35。

保护渣的粘度

保护渣的粘度决定了液渣在结晶器内部的流动性和铺展性能。本发明设计思路是，钢水上方的液渣层直接与钢水接触温度较高，而在到达坯壳周围时温度较低，本发明设计的保护渣具有较短的温度～粘度曲线图，这样的优点是:在钢水上方的液渣因粘度很低而具有良好流动性，在钢水液面波动较大的情况下仍能够起到良好的隔绝空气效果；吸收夹杂后扩散速度快，提高液渣对钢水中夹杂的吸收率；吸收了钢水中的酸性氧化物液渣到达坯壳四周时，因液渣温度大副度降低，液渣的表面张力而迅速升高，这使得液渣在结晶器内壁有良好的铺展性，同时能大副度减少坯壳与结晶器间的摩擦力。