CN104588601A - 高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，属于连铸结晶器保护渣技术领域。高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，包括以下原料，预熔料、纯碱、碳酸锂、萤石、石灰石、硅灰石、钠长石、碳酸锰、土状石墨、碳黑和分散剂，通过研磨、混合、造粒等工艺步骤得到。本发明所得保护渣颗粒均匀，颜色亮黑，色泽一致，强度结实，不容易被挤碎，在结晶器内的各项性能反应良好，传导热量稳定均匀，适应拉速不断变化的要求，解决了流入不均问题，润滑性好，防止了黏结性漏钢，铸坯表面无裂纹、凹陷、鼓肚及表面夹渣和粘渣等现象。

Description

高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣

技术领域

本发明属于连铸结晶器保护渣技术领域，具体涉及高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣。

背景技术

随着科学技术的进步，连铸技术已在大型钢铁企业稳步推进。由于炼钢技术的不断革新，炼钢节奏加快，产能得到释放，但与后续的轧钢能力相比，连铸机的生产能力仍然是限制钢铁生产的咽喉和瓶颈。为此，近年来，国内外钢铁企业普遍采用高效连铸技术。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，实现高连铸率，高作业率的连铸***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提高，连铸结晶器保护渣相对消耗量降低，造成结晶器壁与凝固坯壳之间的润滑不充分，传热不均匀，导致铸坯表面缺陷，甚至发生黏结性漏钢，尤其是在非稳态浇注时期。因此，随着拉速的不断提高，开展与拉速匹配的性能稳定的连铸结晶器保护渣技术的研究一直是连铸工作的重点。

如板坯连铸机，浇注横截面：160*2200㎜，钢种Q235。从保证炉机匹配和产量要求出发，要求该板坯连铸机工作拉速最高拉速为1.35米/分，一般拉速0.95~1.35米/分之间。随着拉速的变化，有两个限制因素必须解决：凝固速率以及坯壳与结晶器壁间的摩擦力。因此，润滑铸坯减小摩擦力和控制结晶器传热特征的连铸结晶器保护渣质量的稳定性及正确应用，是高效连铸得以实现的关键。由此，为了实现最佳操作性能和获得满意的产品质量，对连铸结晶器保护渣的质量稳定性和不断变化拉速的适应性提出了更高的要求：1、成渣速度快能够及时补充液渣的快速消耗，在高速浇注或拉速变化较大的情况下，仍能维持足够的保护渣消耗量，即吨钢消耗量0.45㎏以上；2、结晶器壁与坯壳间的渣膜厚度适宜、分布均匀，控制在7~12㎜，防止坯壳与结晶器直接接触，以降低摩擦力并使结晶器散热均匀化，防止裂纹的产生及黏结漏钢，避免铸坯产生表面缺陷；3、足够的熔渣层厚度，防止高速连铸或拉速较大变化时，熔渣供应不足以及固体渣颗粒流入；4、良好的吸附夹杂性能，具有良好的吸收钢液上浮夹杂物功能，并使液渣物性稳定；5、在高拉速及拉速变化时保护渣具有稳定的熔融特性和控热能力。总之，高拉速条件下，连铸结晶器保护渣技术的核心就是快速成渣，达到一定的渣消耗量，以保证对铸坯的润滑，同时也满足不同钢种浇注对结晶器传热控制的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种有效解决高拉速宽厚板坯连铸过程中出现的黏结性漏钢及铸坯表面质量问题，保证生产工艺顺行的高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，由以下重量份的原料制成，预熔料50~65份、纯碱5~10份、碳酸锂1~3份、萤石5~10份、石灰石4~10份、硅灰石10~20份、钠长石3~6份、碳酸锰3~6份、土状石墨1~3份、碳黑1~2份、分散剂1~2份。

所述分散剂由以下重量份的成分组成，碳酸钠40~60份，淀粉40~60份。

所述高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，其二元碱度CaO/SiO₂为1.2±0.02，熔点为1080±20℃，粘度为0.1±0.02帕/秒，静压力为320~340帕斯卡，固定碳的质量百分含量为4±0.5%，水分的质量百分含量≤0.5%。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，从保护渣化学成分的角度，首先，要求保护渣的二元碱度CaO/SiO₂控制在1.2±0.02之间，以预熔料、硅灰石、钠长石、石灰石为基料，保证结晶器内渣膜形成良好的玻璃态，改善坯壳与结晶器之间的润滑性。其次，采用多种熔剂的方法调节保护渣熔点和粘度，其中碳酸锂和萤石不仅能够降低熔点，而且能够改善保护渣在高温状态下的流动性能，提高润滑效果。碳酸锰不仅能降低保护渣熔点，还能提高保护渣的熔化速度，加速液渣的形成，同时对保护渣的析晶温度影响较小，有利于稳定渣膜传热，熔点为1080±20℃，粘度为0.1±0.02帕/秒。最后，为确保保护渣快速熔化，形成足够的液渣层和保证一定的保护渣消耗量，要求配碳量不能太高，但也不能太低，否则，形成的液渣层和烧结层太厚，使得结渣条严重阻碍保护渣的均匀流入。因此，配碳种类最好选用比表面积大和燃烧速度快的土状石墨及碳黑，固定碳的质量百分含量为4±0.5%。分散剂（重量份）含40~60份的碳酸钠，及40~60份的淀粉，不仅补充了产品的理化指标，对产品的理化性能无任何副作用，而且将以上几种原材料充分结合在一起，分散均匀，不分层，不偏析。

（2）本发明的高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣通过以下制备工艺实施，称取各原料，通过球磨机调浆至浓度为56%（wt%），研磨并强力搅拌，产品粒径为325目通过97%，混匀搅拌；通过喷雾造粒塔制粒烘干，形成球状中空颗粒；所得颗粒均匀，颜色亮黑，色泽一致，粒径在0.25~0.3㎜达到95%以上，强度结实，不容易被挤碎，静压力为320~340帕斯卡，水分的质量百分含量≤0.5%。

（3）本发明保护渣在结晶器内作用良好，铺展性、保温性、透气性及熔化性能反应良好，结晶器内弧、外弧、左窄面、右窄面传导热量稳定均匀，适应拉速不断变化的要求；保护渣在结晶器内反应活跃，渣条少且容易挑出，解决了流入不均问题，保护渣润滑性能优越，防止了黏结性漏钢。铸坯表面无裂纹、凹陷、鼓肚及表面夹渣和粘渣现象。

具体实施方式

为了更详细地进一步阐明而不是限制本发明，给出下列实施例。

实施例一

本发明高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，由以下重量份的原料制成，预熔料50份、纯碱10份、碳酸锂3份、萤石7份、石灰石10份、硅灰石15份、钠长石6份、碳酸锰6份、土状石墨1份、碳黑2份、分散剂1份。

所述分散剂由以下重量份的成分组成，碳酸钠40份，淀粉60份。

所述高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，其二元碱度CaO/SiO₂为1.18，熔点为1060℃，粘度为0.98帕/秒，静压力为320帕斯卡，固定碳的质量百分含量为3.5%，水分的质量百分含量≤0.5%。

本实施例所得保护渣，在某钢铁集团1#连铸机浇注横截面160×2200㎜，钢种Q235，拉速为1.1米/分，钢水表面液渣层厚度为11㎜，且分布均匀。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条状况良好，浇注工艺稳定时不用挑渣条。经统计，吨钢保护渣消耗量为0.49㎏。

观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率在99.3%以上。

实施例二

本发明高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，由以下重量份的原料制成，预熔料58份、纯碱7份、碳酸锂2份、萤石5份、石灰石6份、硅灰石20份、钠长石4份、碳酸锰4份、土状石墨2份、碳黑2份、分散剂2份。

所述分散剂由以下重量份的成分组成，碳酸钠50份，淀粉50份。

所述高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，其二元碱度CaO/SiO₂为1.20，熔点为1080℃，粘度为0.1帕/秒，静压力为332帕斯卡，固定碳的质量百分含量为4.2%，水分的质量百分含量≤0.5%。

本实施例所得保护渣，在某钢铁集团1#连铸机浇注横截面160×2200㎜，钢种Q235，拉速为1.3米/分，钢水表面液渣层厚度为10㎜，且分布均匀。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条状况良好，浇注工艺稳定时不用挑渣条。经统计，吨钢保护渣消耗量为0.56㎏。

观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率在99.6%以上。

实施例三

本发明高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，由以下重量份的原料制成，预熔料65份、纯碱5份、碳酸锂1份、萤石10份、石灰石4份、硅灰石10份、钠长石3份、碳酸锰3份、土状石墨3份、碳黑1份、分散剂1.5份。

所述分散剂由以下重量份的成分组成，碳酸钠60份，淀粉40份。

所述高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，其二元碱度CaO/SiO₂为1.22，熔点为1100℃，粘度为0.12帕/秒，静压力为340帕斯卡，固定碳的质量百分含量为4.5%，水分的质量百分含量≤0.5%。

本实施例所得保护渣，在某钢铁集团1#连铸机浇注横截面160×2200㎜，钢种Q235，拉速为1.2米/分，钢水表面液渣层厚度为9㎜，且分布均匀。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条状况良好，浇注工艺稳定时不用挑渣条。经统计，吨钢保护渣消耗量为0.52㎏。

观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率在99.2%以上。

本发明所得保护渣，经多次实践证明均满足以下要求：1、成渣速度快能够及时补充液渣的快速消耗，在高速浇注或拉速变化较大的情况下，仍能维持足够的保护渣消耗量，即吨钢消耗量0.45㎏以上；2、结晶器壁与坯壳间的渣膜厚度适宜、分布均匀，控制在7~12㎜，防止坯壳与结晶器直接接触，以降低摩擦力并使结晶器散热均匀化，防止裂纹的产生及黏结漏钢，避免铸坯产生表面缺陷；3、足够的熔渣层厚度，防止高速连铸或拉速较大变化时，熔渣供应不足以及固体渣颗粒流入；4、良好的吸附夹杂性能，具有良好的吸收钢液上浮夹杂物功能，并使液渣物性稳定；5、在高拉速及拉速变化时保护渣具有稳定的熔融特性和控热能力。

综上所述，本发明高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣所述及的各项权利要求及技术支撑已经明确，凡依据本发明的技术支撑实质所作的任何修改与变化仍属于本发明技术支撑的范围内。

Claims (3)

1.高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，其特征在于：由以下重量份的原料制成，预熔料50~65份、纯碱5~10份、碳酸锂1~3份、萤石5~10份、石灰石4~10份、硅灰石10~20份、钠长石3~6份、碳酸锰3~6份、土状石墨1~3份、碳黑1~2份、分散剂1~2份。

2.如权利要求1所述的高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述分散剂由以下重量份的成分组成，碳酸钠40~60份，淀粉40~60份。

3.如权利要求1或2所述的高拉速宽厚板坯连铸结晶器保护渣，其特征在于：其二元碱度CaO/SiO₂为1.2±0.02，熔点为1080±20℃，粘度为0.1±0.02帕/秒，静压力为320~340帕斯卡，固定碳的质量百分含量为4±0.5%，水分的质量百分含量≤0.5%。