CN103372636A

CN103372636A - 一种超低碳钢用双层中间包覆盖剂

Info

Publication number: CN103372636A
Application number: CN2012101212840A
Authority: CN
Inventors: 张发斌; 杨金成; 夏兆东; 邹世文
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-04-24
Also published as: CN103372636B

Abstract

本发明涉及连铸浇注超低碳钢的双层中包覆盖剂，主要解决连铸生产IF钢等超低碳钢的中包钢液吸氮和钢水二次氧化的技术问题。技术方案为：一种超低碳钢用双层中包覆盖剂，上层覆盖剂比例55～65%％，下层无碳覆盖剂比例35～45%，上层覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：SiO₂ 55～80%，CaO≤12%，Al₂O₃≤18%，H₂O≤0.8%，TFe≤3%，C≤3%；下层无碳覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：SiO₂37±5%，MgO7±2%，CaO41.5±5%，Al₂O₃6±2%，Fe₂O₃≤3%，C≤1.0%，碱度R为1.12±0.15。主要用于连铸生产超低碳钢的中包钢水保护,实现在保证中包钢水不增C和良好的保温效果的同时有效防止钢液吸氮和钢水二次氧化。

Description

一种超低碳钢用双层中间包覆盖剂

技术领域

本发明涉及连铸浇注超低碳钢的双层中间包覆盖剂，主要用于连铸生产超低碳钢的中间包钢水保护浇注。

背景技术

连铸用中间包覆盖剂要求具备保温，隔绝空气，防止钢水吸气（二次氧化），吸附从钢水中上浮的夹杂物等四项主要功能作用。在使用上要求在钢液表面上形成熔化层、软化层及固体层3层结构，使氮、氧在渣中不易扩散，来有效防止钢液吸氮和钢水二次氧化。在连铸生产超低碳钢时，为了防止中包钢水增C，通常采用添加无碳中包覆盖剂，但是这种单层覆盖剂有时存在结壳、以及中包注入区覆盖剂熔化太快，软化层及固体层停留时间太短，使氮、氧在渣中易于扩散，导致连铸中包钢液吸氮和钢水二次氧化，使连铸中包钢水平均增N水平在4-5PPM，严重时达到5-10PPM。浇铸前钢水中的N已达到30PPM，而连铸生产IF钢等超低碳钢的成品N上限要求小于35-40PPM,故单层添加无碳覆盖剂难以达到生产IF钢等高品质钢的中包保护浇注效果要求，因此，在连铸中间包中采用双层添加中包覆盖剂成为连铸浇注IF钢等超低碳钢技术的主要研究方向。

通过检索专利文献发现，涉及双层中间包覆盖剂主要有以下三个专利,名称为双层中包覆盖剂（申请号：CN200910300012.5），由上层渣料和下层渣料组成，其下层渣料得成分包括40-60重量份的CaO，20-40重量份的Al₂O_3，5-7重量份的CaF_2，CaO与Al₂O₃的重量比为1-3，其主要功能是防止渣面结壳，又具有较强的吸附夹杂能力和保温效果；名称为一种双层中间包覆盖剂（申请号：CN201010101453），由上层覆盖剂与下层覆盖剂构成。上层覆盖剂比例15～45％，下层覆盖剂比例55 ～85%，该双层中间包覆盖剂中的下层覆盖剂占主要部分，主要功能在保证保温性能良好的同时，增强吸附Al2O3等非金属夹杂物的能力；而涉及IF钢等超低碳钢的双层中包覆盖剂有：一种双层连铸中间包覆盖剂应用方法（申请号:CN200810119813.7）在浇铸低碳、超低碳钢洁净度要求高的钢种时，底渣与顶渣的重量百分比为：顶渣７５－８５％，底渣１５－２５％。优点在于，底渣保持了高碱度覆盖剂吸收夹杂能力强的特点，降低钢水中碳的含量；顶渣能呈疏松多孔状覆盖钢水，测温取样部位覆盖剂结壳现象明显改善，是利用普通钢种的覆盖剂作为底渣，不再进行破壳操作；避免了炭化稻壳造成的操作环境污染。通过专利检索对比发现，已公开的双层中间包覆盖剂专利都没有对连铸浇注IF钢等超低碳钢的钢水增N及二次氧化问题进行控制，而本发明提出的一种超低碳钢用双层中间包覆盖剂，主要是针对超低碳钢生产过程的防钢水吸气现象，解决钢水增N和二次氧化问题，通过底渣采用高碱度的无碳覆盖剂，保证中包钢水不增C的同时具有良好的吸附夹杂能力，顶渣采用颗粒中空状炭化稻球，保护良好的保温效果的同时有效防止钢液吸氮和钢水二次氧化。

发明内容

本发明的目的是提供一种连铸浇注超低碳钢的双层中间包覆盖剂，在保证防止钢水增C、保温、吸附夹杂的基本功能上主要解决连铸生产IF钢等超低碳钢的中包钢液吸氮和钢水二次氧化的技术问题。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案为：一种超低碳钢用双层中间包覆盖剂，上层覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：SiO₂ 55～80%，CaO ≤12%，Al₂O₃ ≤18%，H₂O≤0.8%，TFe≤3%，C≤3% ；下层无碳覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：SiO₂ 37±5%，MgO 7±2%， CaO 41.5±5%，Al₂O₃ 6±2%，Fe2O3≤3%，C≤1.0% ，碱度R为1.12±0.15。上层覆盖剂比例55～65%％，下层无碳覆盖剂比例35 ～45%。

上层覆盖剂有效防止钢液吸氮和钢水二次氧化的机理。

上层覆盖剂中含有游离碳，当接触空气时，空气中的氧与碳结合，产生二氧化碳而挥发去： [C]+[O]={CO₂}

从而减少了氧气进入中间包钢水。

上层覆盖剂能阻止空气中的氮进入钢水的机理。

上层覆盖剂中含有氧化硅、氧化钙、氧化铝等矿物成分，在钢水作用下处于熔化状态，均匀地覆盖在下层覆盖剂上，并且与下层覆盖剂熔接在一起，空气进不到下面的钢水中，起到阻碍吸氮作用。具体机理是：渣形成熔化层、软化层及固体层3层结构，使得氮在渣中的扩散极为困难，可有效防止钢液吸氮。而其它专利的无碳覆盖剂熔化太快，软化层及固体层停留时间太短，使氮、氧在渣中的扩散变得容易，不能有效防止钢液吸氮和钢水二次氧化。所以本发明在上层添加覆盖剂，覆盖剂采用颗粒中空状炭化稻球，缓慢、均匀转化为熔化层、软化层，在钢液表面上形成完整的熔化层、软化层及固体层3层结构，使氮、氧在渣中的扩散极为困难，有效防止钢液吸氮和钢水二次氧化。

本发明的覆盖剂防止增碳的机理：下层采用无碳覆盖剂覆盖钢液面，杜绝了因中间包覆盖剂而引起的增碳隐患，解决了生产超低碳钢的钢水增C问题；具有较高的二元碱度（R=CaO/SiO₂）1.12±0.15，具有较强的吸附钢水中上浮的氧化铝等夹杂物能力。

本发明的效果为：本发明获得的一种超低碳钢用双层中间包覆盖剂，通过中间包覆盖剂双层添加，上层覆盖剂比例55～65%％，下层无碳覆盖剂比例35 ～45%，形成完整的熔化层、软化层及固体层3层结构并达到长时间保存，实现了在保证中间包钢水不增C和良好的保温效果的同时，有效防止中包钢液吸氮和钢水二次氧化。

具体实施方式

覆盖剂渣料采用传统覆盖剂制作工艺，上层覆盖剂以碳化稻壳、膨胀珍珠岩、石灰石、粘结剂为原料按照配方比例加水混合、搅拌，成型、干燥、筛分成5-20ｍｍ粒度的球状颗粒，下层无碳覆盖剂以铝酸钙、石灰石、白云石、钙铁合金、粘结剂为原料按照配方比例加水混合、搅拌，成型、干燥、筛分成1-3ｍｍ粒度的颗粒，其配方实施例如下表：

通过实施超低碳钢用双层中间包覆盖剂的方法，中包渣液面能形成稳定的熔化层、软化层及固体层3层结构，使氮、氧在渣中的扩散极为困难，可有效防止钢液吸氮和钢水二次氧化，使中间包钢水增N增O均控制在2PPM以内，同时在防止钢水增C、保温方面效果显著。以下是单层无碳覆盖剂与双层中间包覆盖剂使用效果的比较如下表：

Claims

1.一种超低碳钢用双层中包覆盖剂，其特征是其组成成分的重量百分比为上层覆盖剂55～65%％，下层无碳覆盖剂比例35 ～45%，所述的上层覆盖剂组成成分的重量百分比为：SiO₂ 55～80%，CaO ≤12%，Al₂O₃ ≤18%，H₂O≤0.8%，TFe≤3%，C≤3% ；所述的下层无碳覆盖剂其组成成分的重量百分比为：SiO₂ 37±5%，MgO 7±2%， CaO 41.5±5%，Al₂O₃ 6±2%，Fe₂O₃≤3%，C≤1.0% 。

2.根据权利要求1所述的一种超低碳钢用双层中包覆盖剂，其特征是所述的下层无碳覆盖剂碱度R为1.12±0.15。