CN103372636A - 一种超低碳钢用双层中间包覆盖剂 - Google Patents
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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
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Al2O3,5-7重量份的CaF2,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 (2)
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。
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