[发明专利]高拉速薄板坯连铸的结晶器保护渣

说明书

技术领域

本发明涉及一种连铸结晶器保护渣，尤其是一种高拉速薄板坯连铸的结晶器保护渣。

背景技术

连铸结晶器保护渣是以CaO-SiO₂ 体系为基础的多元混合物，具有隔热保温，防止钢液二次氧化、吸收钢液中上浮夹杂物、控制铸坯与结晶器之间的水平传热、润滑铸坯等功能，尤其是后两种功能对连铸工艺的顺利进行及铸坯表面质量具有决定性的作用。目前高拉速下薄板坯连铸面临的浇铸条件非常严格和苛刻，给改善铸坯质量和稳定连铸操作带来一系列困难，例如某钢厂拉坯速度可达4-6m/min。拉坯速度如此之高，单位时间内注入结晶器内钢液量大，结晶器内钢液搅拌非常强烈，液面稳定性差，容易引起铸坯表面和皮下夹渣及裂纹的产生，同时，结晶器内钢液面上熔渣层厚度难以保持均匀，在拉速很高时，出结晶器坯壳厚度薄。这就要求保护渣的成渣速度快，能够及时补充液渣的快速消耗，在高速铸造或拉速变化较大的情况下，仍能够维持足够的保护渣消耗量，同时要求保护渣能够在结晶器壁与坯壳间形成厚度均匀的渣膜，防止坯壳与结晶器壁直接接触，以降低摩擦力并使结晶器散热均匀，防止裂纹的产生及粘结漏钢，避免铸坯产生表面缺陷。

薄板坯铸坯厚度40～60mm或70～90mm。在同等拉速条件下，结晶器热流大，产生纵裂的倾向增大，而且浸入式水口形状受到限制，易造成钢水液面搭桥以及结晶器壁各处温度分布不均匀和强股强烈冲刷，使坯壳不均匀，结晶器内钢水表面积小，熔渣吸附夹杂物机会小。这就要求保护渣有稳定的操作性能，具有良好的溶解吸收夹杂物、保持钢液纯净度的能力，同时不会由于液渣在结晶器内成分或温度变化曾现大的物理性能波动也要求保护渣具有一定的析晶能力，增大热阻，防止热流过大引起的坯壳不均造成应力集中。

现有的保护渣大多在浇铸SS400等中碳钢在拉速4m/min以下使用良好，宽面热流稳定在1900～2000MW/M²之间，窄面热流1300～1400 MW/M²之间，热像图显示传热效果稳定良好，液渣层稳定为平均15mm，渣条很少。但是拉速达到4～6m/min时，现有的保护渣在结晶器内容易形成渣条，使结晶器与铸坯间摩擦系数大，润滑作用不好，易使铸坯产生纵裂，甚至发生漏钢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高拉速薄板坯连铸的结晶器保护渣，以满足薄板坯中碳钢连铸工艺需要。

为解决上述技术问题，本发明所的化学成份重量百分含量为：CaO 34～44%、Al₂O₃ 2～8%、SiO₂ 20～30%、MgO 1～9%、F 5～15%、Na₂O 2～6.5%、K₂O 0.2～5%、Li₂O 0.4～6%，余量碳及不可控制的杂质。

优选的，化学成份重量百分含量为：CaO 39.2～41.7%、Al₂O₃ 2.1～4.3%、SiO₂ 21.4～23.7%、MgO 1.2～4.1%、F 9.2～11.7%、Na₂O 3.4～5.8%、K₂O 0.6～1.7 %、Li₂O 0.8～1.8%，余量碳及不可控制的杂质；其中K₂O+Li₂O为2～3.5%。

本发明所述保护渣的半球点温度为1050～1100℃，黏度为0.2～0.25Pa·s。

本发明中各化学成分的作用机理及限定原因如下：

CaO：是保护渣的基料成分，其来源广泛，价格便宜。它的熔点是2600℃，其与析晶温度有关，属于网络外氧化物。因此提高CaO含量，可以明显降低渣的黏度，并吸收钢中夹杂物。高碱度保护渣可提高溶解、吸收钢中夹杂物的速度。本发明将CaO的重量百分比控制在34～44%范围，优选39.2～41.7%范围。

Al₂O₃：在保护渣中能够起到降低保护渣凝固点、改善润滑的作用。Al₂O₃是网络形成体，能提到保护渣的玻璃性。所以本发明中Al₂O₃控制在2～8%范围内，优选2.1～4.3%范围内。