CN112705678A - 一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣及其应用，属于炼钢辅料技术领域。按重量百分数计，其化学成分包括22‑27％CaO、25‑30％SiO₂、4‑6％MgO、0.2‑2％Al₂O₃、0.2‑2％Fe₂O₃、12‑15％Na₂O、4‑7％F^‑、2.5‑3.7％BaO及6.5‑9.5％C，余量为不可避免的杂质。该保护渣熔渣具有吸收钢水中重金属氧化物后，熔渣变性小，熔渣消耗稳定均匀的特点，能使热作模具钢在拉坯过程中具有良好的润滑与传热效果，铸坯表面质量良好，可显著降低连铸板坯生产热作模具钢的事故风险，降低生产成本。尤其适合拉速在0.7‑2.0m/min的热作模具钢的连铸生产。

Description

一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣及其应用

技术领域

本发明涉及炼钢辅料技术领域，具体而言，涉及一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣及其应用。

背景技术

热作模具钢包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类，热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，因此通常是通过加入Cr、Mn、Ni、Mo、V、W等合金元素来提高钢的高热塑变抗力。

该类钢种主要采用模铸生产，近几年来，随着炼钢连铸技术的飞速发展和该类钢种用量的不断提高，国内外在热作模具钢生产上才尝试采用了连铸机连续浇铸方式生产，但铸坯表面裂纹和渣沟、结疤缺陷导致铸坯报废或修复的问题大量存在。

因此，为了满足热作模具钢连铸浇铸的需要，保护渣如何在钢种特性、坯型结构、熔渣易变性的条件下，确保连铸顺行和铸坯质量改善成为当务之急。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一包括提供一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，该保护渣原材料及性能指标设计合理，在该钢种连铸过程中能保证良好的润滑传热效果，有效提高连铸顺行，改善铸坯质量，减少连铸坯清理表面夹渣工序，降低生产成本。

本发明的目的之二包括提供一种上述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的应用，具体可用于拉速在0.7-2.0m/min的热作模具钢的连铸生产。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，按重量百分数计，其化学成分包括22-27％的CaO、25-30％的SiO₂、4-6％的MgO、0.2-2％的Al₂O₃、0.2-2％的Fe₂O₃、12-15％的Na₂O、4-7％的F^-、2.5-3.7％的BaO以及6.5-9.5％的C，余量为不可避免的杂质。

在可选的实施方式中，上述化学成分包括24-26％的CaO、26-28％的SiO₂、4-6％的MgO、0.2-2％的Al₂O₃、0.2-2％的Fe₂O₃、12-15％的Na₂O、4-7％的F^-、2.5-3.7％的BaO以及7.5-9.5％的C，余量为不可避免的杂质。

在可选的实施方式中，热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的二元碱度为0.85-1.0，熔化温度为950℃-1050℃，在1300℃下的粘度为0.185-0.28Pa·s。

在可选的实施方式中，热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的原料包括玻璃粉、助溶剂、炭黑材料、硅灰石、方解石、镁砂、碳酸钡、粘合剂以及减水剂。

在可选的实施方式中，助溶剂包括萤石、白碱和氟硅酸钠。

在可选的实施方式中，按重量份数计，上述原料包括3-11重量份的玻璃粉、4-9重量份的萤石、12-20重量份的白碱、6.5-11.3重量份的炭黑、4-9重量份的氟硅酸钠、34-42重量份的硅灰石、2-13重量份的方解石、2-7重量份的镁砂、3-5重量份的碳酸钡、0.8-2.2重量份的粘合剂以及0.3-1.8重量份的减水剂。

在可选的实施方式中，炭黑包括重量比为2.0-4.0：4.5-7.3的第一炭黑和第二炭黑。

第一炭黑的碳含量≥98％，吸油值大于100g/cm³，吸碘值大于130g/kg。

第二炭黑的碳含量≥98％，吸油值大于35g/cm³，吸碘值大于55g/kg。

在可选的实施方式中，第一炭黑的重量不超过炭黑总重量的1/2。

在可选的实施方式中，粘合剂包括糊精、淀粉和羧甲基纤维素中的至少一种。

在可选的实施方式中，减水剂包括木质素磺酸钙、聚羧酸酯和氨基磺酸盐中的至少一种。

第二方面，本申请还提供如前述实施方式任一项热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的应用，例如用于拉速在0.7-2.0m/min的热作模具钢的连铸生产。

本申请的有益效果包括：

本申请通过在保护渣的化学成分中设计适当范围的Na₂O和F^-来满足热作模具钢板对连铸结晶器保护渣的适应性要求，适量的Na₂O和F^-可使熔渣保持较低的熔化温度和粘度，有利于吸收该钢种中Cr、Mn、Ni、Mo、V、W、Si等合金元素形成的高熔点氧化物，其利用熔渣理论中的低熔点氧化物和高熔点氧化物在熔渣状态下，形成的低共熔物的特性。同时，以适量的BaO含量提高熔渣的多元碱度，在达到熔渣润滑效果的同时提高热阻性，加强渣膜的控热效果，避免玻璃质渣膜传热过快形成的传热不稳定。

该保护渣在热作模具钢以拉速为0.7-2.0m/min的连铸过程中能保证良好的润滑传热效果，有效提高连铸顺行，改善铸坯质量，减少连铸坯清理表面夹渣工序，降低生产成本。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本申请提供的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣及其应用进行具体说明。

发明人通过长期研究得出，热作模具钢在浇铸的过程中通常会遇到以下问题：一是重金属氧化物进入到保护渣熔渣中，使保护渣变性严重，影响了保护渣润滑性能的发挥，最终影响连铸浇铸顺行；二是该钢种铸坯坯壳对保护渣润滑性能要求苛刻，稍有不良现象，铸坯表面就出现裂纹和渣沟结疤缺陷；三是由于铸坯坯型为板坯矩形，宽与窄尺寸相比，相差倍数在2.5倍以上，决定了铸坯坯壳宽窄面收缩应力相较方坯随之成倍增加，裂纹率也成倍上升；四是铸坯渣沟、结疤缺陷导致铸坯报废或连铸机修复的问题大量存在。

鉴于此，本申请提出了一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，按重量百分数计，其化学成分包括22-27％的CaO、25-30％的SiO₂、4-6％的MgO、0.2-2％的Al₂O₃、0.2-2％的Fe₂O₃、12-15％的Na₂O、4-7％的F^-、2.5-3.7％的BaO以及6.5-9.5％的C，余量为不可避免的杂质。

可参考地，CaO的含量可以为22％、23％、24％、25％、26％或27％等，也可以为22.5％、23.5％、24.5％、25.5％或26.5％等，还可以为22-27％范围内的其它任一百分数。

SiO₂的含量可以为25％、26％、27％、28％、29％或30％等，也可以为25.5％、26.5％、27.5％、28.5％或29.5％等，还可以为25-30％范围内的其它任一百分数。

MgO的含量可以为4％、5％或6％，也可以为4.5％或5.5％，还可以为4-6％范围内的其它任一百分数。

Al₂O₃和Fe₂O₃的含量均可以分别为0.2％、1％或2％等，也可以为0.5％或1.5％等，还可以为0.2-2％范围内的其它任一百分数。

Na₂O的含量可以为12％、13％、14％或15％等，也可以为12.5％、13.5％或14.5％等，还可以为12-15％范围内的其它任一百分数。

BaO的含量可以为2.5％、3％、3.5％或3.7％等，也可以为2.5-3.7范围内的其它任一百分数。

C的含量可以为6.5％、7.5％、8.5％或9.5％等，也可以为7％、8％或9％等，还可以为6.5-9.5％范围内的其它任一百分数。

值得说明的是，上述各化学成分的含量可在上述范围内自由组合。

在一些较优选的实施方式中，上述化学成分可包括24-26％的CaO、26-28％的SiO₂、4-6％的MgO、0.2-2％的Al₂O₃、0.2-2％的Fe₂O₃、12-15％的Na₂O、4-7％的F^-、2.5-3.7％的BaO以及7.5-9.5％的C，余量为不可避免的杂质。

承上，本申请中保护渣在成分设计上主要考虑所应用的钢种的特点。

通过设计上述范围的Na₂O和F^-来满足热作模具钢板对连铸结晶器保护渣的适应性要求，适量的Na₂O和F^-可使熔渣保持较低的熔化温度和粘度，有利于吸收该钢种中Cr、Mn、Ni、Mo、V、W、Si等合金元素形成的高熔点氧化物，其利用熔渣理论中的低熔点氧化物和高熔点氧化物在熔渣状态下，形成的低共熔物的特性。

值得说明的是，需要说明的是，过多的Na₂O和F^-与其他矿物质结合，易析出霞石、枪晶石等物质，降低保护渣吸收夹杂的能力；过少的Na₂O和F^-无法保证熔点及粘度设计要求。

钡离子半径大，离子电荷低，在二元酸性玻璃态渣系结构中设计适量的BaO，可以替代部分CaO，相当于提高了熔渣的多元碱度，在达到熔渣润滑效果的同时提高热阻性，加强渣膜的控热效果，避免玻璃质渣膜传热过快形成的传热不稳定。

值得说明的是，发明人通过大量的试验得出：BaO重量份小于2.5％时，渣膜无凝固析晶微粒，控制传热效果不好，对坯壳收缩应力的缓解不利，易造成铸坯裂纹较多；BaO重量份大于3.7％时，渣膜凝固析晶微粒偏多，结合熔渣吸收的钢种中的Cr、Mn、Ni、Mo、V、W等合金元素形成高熔点氧化物，形成凝固晶核，严重降低保护渣的润滑性能，易造成漏钢生产事故。

在碳素材料用量及选择设计上，主要是考虑热作模具钢浇钢温度只有1480-1510℃，明显低于普通的碳素结构钢的浇钢温度1520-1560℃，其所添加的Cr、Mn、Ni、Mo、V、W、Si等高熔化点合金元素较多，结晶器钢水表面温度一旦偏低的情况下，钢水结冷钢或钢水粘稠度增加，影响浇铸。故在碳质材料选择上采用炭黑，在用量上选择相对用量较多的，约占6.5-9.5％的碳黑材料，由此可充分利用碳黑在保护渣融化过程中的骨架性能相对石墨较弱，可减少烧结层厚度，提高粉渣层厚度，减少结晶器表面钢水热量的散失，保持较稳定的正常浇钢温度，确保浇钢顺行。

本申请中，热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的二元碱度为0.85-1.0，如0.85、0.8、0.9、0.99、1等。熔化温度为950℃-1050℃，如950℃、960℃、1016℃、1045℃或1050℃等。在1300℃下的粘度为0.185-0.28Pa·s，如0.185Pa·s、0.188Pa·s、0.2Pa·s、0.268Pa·s或0.28Pa·s等。

本申请中保护渣的粘度较低，低粘度有利于保护渣熔渣的消耗，钢水中锰、钼、络等重金属氧化物夹杂在结晶器钢流的流场作用下上浮进入熔渣后，可以很顺利的随熔渣消耗而减少，不会不断聚集而恶化保护渣熔渣性能。

承上，本申请的保护渣具有合理的偏酸性二元碱度、低于钢种钢渣熔点的熔化温度以及适当的粘度，有利于保证熔渣进入液渣通道的连续性和稳定性，熔渣在吸收Cr、Mn、Ni、Mo、V、W等金属高熔点氧化物的夹渣物质后，对铸坯起润滑和传热效果的渣膜结构不会发生大的变化，维持良好的传热和润滑效果。

在可选的实施方式中，本申请提供的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的原料例如可包括玻璃粉、助溶剂、炭黑材料、硅灰石、方解石、镁砂、碳酸钡、粘合剂以及减水剂。

其中，助溶剂包括萤石、白碱和氟硅酸钠。

较佳地，按重量份数计，热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的原料可包括3-11重量份的玻璃粉、4-9重量份的萤石、12-20重量份的白碱、6.5-11.3重量份的炭黑、4-9重量份的氟硅酸钠、34-42重量份的硅灰石、2-13重量份的方解石、2-7重量份的镁砂、3-5重量份的碳酸钡、0.8-2.2重量份的粘合剂以及0.3-1.8重量份的减水剂。

可参考地，玻璃粉的重量份数可以为3份、5份、7份、9份或11份等，也可以为4份、6份、8份或10份等，还可以为3-11范围内的其它任一重量份数值。

萤石的重量份数可以为4份、6份或8份等，也可以为5份、7份或9份等，还可以为4-9范围内的其它任一重量份数值。

白碱的重量份数可以为12份、14份、16份、18份或20份等，也可以为13份、15份、17份或19份等，还可以为12-20范围内的其它任一重量份数值。

炭黑的重量份数可以为6.5份、7.5份、8.5份、9.5份、10.5份或11.3份等，也可以为7份、8份、9份、10份或11份等，还可以为6.5-11.3范围内的其它任一重量份数值。

氟硅酸钠的重量份数可以为4份、6份或8份等，也可以为5份、7份或9份等，还可以为4-9范围内的其它任一重量份数值。

硅灰石的重量份数可以为34份、36份、38份、40份或42份，也可以为35份、37份、39份或41份，还可以为34-42范围内的其它任一重量份数值。

方解石的重量份数可以为2份、4份、6份、8份、10份或12份等，也可以为3份、5份、7份、9份或11份等，还可以为2-13范围内的其它任一重量份数值。

镁砂的重量份数可以为2份、4份或6份等，也可以为3份、5份、7份或9份等，还可以为2-7范围内的其它任一重量份数值。

碳酸钡的重量份数可以为3份、4份或5份等，也可以为3-5范围内的其它任一重量份数值。

粘合剂的重量份数可以为0.8份、1份、1.5份、2份或2.2份等，也可以为0.8-2.2范围内的其它任一重量份数值。

减水剂的重量份数可以为0.3份、0.5份、1份、1.5份或1.8份等，也可以为0.3-1.8范围内的其它任一重量份数值。

值得说明的是，为满足保护渣成分设计及性能指标要求，原材料中作为助熔剂的物质必须控制在合理范围内。例如，萤石(主要含F和Ca)控制在4-9重量份，白碱(主要含Na)控制在12-20重量份，氟硅酸钠(主要含Na、F和Si)控制在4-9重量份。合理用量的助熔剂能够有效稀释消解熔渣变性，能保证良好的润滑传热效果，有效提高连铸顺行，改善铸坯质量，减少连铸坯清理表面夹渣工序，降低成本。

值得说明的是，在碳素材料选择上，石墨氧化温度高，故本申请中全部选用炭黑，既可保证碳氧化温度的趋近性，又能保证保护渣矿物微粒融化稳定一致。

在可选的实施方式中，炭黑包括重量比为2.0-4.0：4.5-7.3的第一炭黑和第二炭黑，也即2-4重量份的第一炭黑和4.5-7.3重量份的第二炭黑。

其中，第一炭黑的碳含量≥98％，吸油值大于100g/cm³，吸碘值大于130g/kg。第二炭黑的碳含量≥98％，吸油值大于35g/cm³，吸碘值大于55g/kg。

上述第一炭黑相对第二炭黑具有更好的吸油值、更好的吸碘值及更细小的粒度，在保护渣矿物微粒中能更好的起到分散、隔离矿物微粒相互接触的作用，在保护渣的融化过程中控制矿物微粒随着碳的氧化进度进行。

在优选的实施方式中，第一炭黑的重量不超过炭黑总重量的1/2。由于第一炭黑的采购成本是第二炭黑的2.5倍以上，综合考虑炭黑粒度、性能及成本等方面的因素，将第一炭黑占比控制在不超过炭黑总量的1/2。

值得说明的是，采用两种不同的炭黑及不同配比和不同的量，可使保护渣烧结层适当降低，减少了渣条存在现象。

在可选的实施方式中，粘合剂例如可包括糊精、淀粉和羧甲基纤维素中的至少一种。

值得说明的是，本申请中将粘合剂的用量控制在0.8-2.2重量份内，其原因主要在于：若粘合剂低于0.8重量份，制作保护渣喷雾造粒烘干时，因料浆中微粒粘连性差会导致制作的空心颗粒收得率低；而高于2.2重量份时，微粒粘连性高，空心颗粒大且致密，不利于颗粒中心水分快速挥发，产品质量要求的水分指标不合格。

在可选的实施方式中，减水剂例如可包括木质素磺酸钙、聚羧酸酯和氨基磺酸盐中的至少一种。

值得说明的是，本申请中将减水剂的用量控制在0.3-1.8重量份内，其原因主要在于：若减水剂低于0.3重量份，其加入调浆物料中，料浆减水效果不明显，不利于提高浓度，提高产率；而高于1.8重量份，料浆减水效果非常好，但在料浆输送过程中易因较小的设备故障就会造成料浆快速凝固，堵塞设备输送管道，造成生产中断。

进一步地，本申请还提供了上述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的制备方法，包括按化学成分进行制备。

在可选的实施方式中，将含有上述化学成分的浆料进行干燥处理。

可参考地，浆料的制备包括：先将玻璃粉、萤石、方解石、镁砂、硅灰石研磨成粉状，再按配比将粘结分散类材料(粘合剂、减水剂)加入装有水的混匀罐中，随后依次加入炭黑材料(第一炭黑、第二炭黑)、化工类材料(白碱、氟硅酸钠、碳酸钡)、研磨后的调整类材料(玻璃粉、萤石、方解石、镁砂)以及研磨后的基料(硅灰石)，充分混合(如50-70min)。

可参考地，干燥处理可采用喷雾造粒的方式进行，处理温度可以为500-700℃。

进一步地，喷雾造粒后还可对所得的颗粒进行筛分，如过筛网为80目的振动筛。

此外，本申请还提供了上述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的应用，主要用于拉速在0.7-2.0m/min的热作模具钢的连铸生产。在该钢种连铸过程中能保证良好的润滑传热效果，有效提高连铸顺行，改善铸坯质量，减少连铸坯清理表面夹渣工序，降低生产成本。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，按重量份数计，其原料包括：10.7重量份的玻璃粉、6重量份的萤石、15重量份的白碱、2.8重量份的第一炭黑、5重量份的第二炭黑、7重量份的氟硅酸钠、35重量份的硅灰石、6.5重量份的方解石、6重量份的镁砂、3.5重量份的碳酸钡、2重量份的羧甲基纤维素以0.5重量份的木质素磺酸钙。

其中，第一炭黑的碳含量为98.2％，吸油值为127g/cm³，吸碘值为142g/kg；第二炭黑的碳含量为99.2％，吸油值为72g/cm³，吸碘值为82g/kg。

该保护渣中所含的化学成分如下：CaO 24.6％、SiO₂ 27.34％、MgO5.85％、Fe₂O₃0.40％、Al₂O₃ 0.95％、Na₂O 13.01％、F^-6.53％、BaO 3.04％以及C 7.72％，余量为不可避免的杂质。

该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO₂)为0.9，熔化温度为1016℃，1300℃下的粘度为0.2Pa·s。

该保护渣的制备方法包括：先将玻璃粉、萤石、方解石、镁砂、硅灰石研磨成粉状。按配比将粘结分散类材料(粘合剂、减水剂)加入装有水的混匀罐中，随后依次加入炭黑材料(第一炭黑、第二炭黑)、化工类材料(白碱、氟硅酸钠、碳酸钡)、研磨后的调整类材料(玻璃粉、萤石、方解石、镁砂)以及研磨后的基料(硅灰石)，制浆混匀50-70min，得到浆料。将浆料于高压泵高温塔500-700℃条件下喷雾造粒，随后用80目筛网振动筛筛分，合格品包装。

将所得的热作模具钢的连铸结晶器保护渣在国内某厂进行试验，试验渣型号XLMJ-1，试验钢种5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW，断面150*650mm²，拉速1.2-1.6m/min。共试验保护渣3T。试验过程中，该型号保护渣在结晶器内铺展性、流动性良好，在总渣层控制45-65mm情况下，液渣层厚度8-15mm，渣层结构明显，液渣层厚度合适，结晶器液面火苗大小合适，平均渣耗量0.37-0.39kg/T，结晶器内渣条生成速度缓慢，试验生产出的铸坯表面无缺陷，后期轧钢检测数据显示铸坯无增碳及夹渣缺陷产生，达到良好的效果。

实施例2

本实施例提供一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，按重量份数计，其原料包括：4重量份的玻璃粉、8重量份的萤石、18重量份的白碱、2.4重量份的第一炭黑、7.1重量份的第二炭黑、8重量份的氟硅酸钠、39重量份的硅灰石、3重量份的方解石、3重量份的镁砂、5重量份的碳酸钡、1.5重量份的羧甲基纤维素以1重量份的木质素磺酸钙。

其中，第一炭黑的碳含量为98.2％，吸油值为127g/cm³，吸碘值为142g/kg；第二炭黑的碳含量为99.2％，吸油值为72g/cm³，吸碘值为82g/kg。

该保护渣中所含的化学成分如下：CaO 22.36％、SiO₂ 25.89％、MgO4.21％、Fe₂O₃0.80％、Al₂O₃ 1.95％、Na₂O 14.85％、F^-6.73％、BaO 3.65％以及C 8.3％，余量为不可避免的杂质。

该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO₂)为0.86，熔化温度为960℃，1300℃下的粘度为0.188Pa·s。

其制备方法如实施例1。

将所得的热作模具钢的连铸结晶器保护渣在国内某厂进行试验，试验渣型号XLMJ-2，试验钢种4CrW2Si，断面150*650mm²，拉速1.6-2.0m/min。共试验保护渣5T。试验过程中，该型号保护渣在结晶器内铺展性、流动性良好，在总渣层控制50-60mm情况下，液渣层厚度10-15mm，渣层结构明显，液渣层厚度合适，结晶器液面火苗大小合适，平均渣耗量0.4-0.42kg/T，结晶器内渣条生成速度缓慢，试验生产出的铸坯表面无缺陷，后期轧钢检测数据显示铸坯无增碳及夹渣缺陷产生，达到良好的效果。

实施例3

本实施例提供一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，按重量份数计，其原料包括：7重量份的玻璃粉、5重量份的萤石、13重量份的白碱、4重量份的第一炭黑、4.5重量份的第二炭黑、5重量份的氟硅酸钠、38.5重量份的硅灰石、12.5重量份的方解石、4.5重量份的镁砂、3.5重量份的碳酸钡、1重量份的羧甲基纤维素以1.5重量份的木质素磺酸钙。

其中，第一炭黑的碳含量为98.2％，吸油值为127g/cm³，吸碘值为142g/kg；第二炭黑的碳含量为99.2％，吸油值为72g/cm³，吸碘值为82g/kg。

该保护渣中所含的化学成分如下：CaO 26.90％、SiO₂ 27.19％、MgO4.82％、Fe₂O₃0.95％、Al₂O₃ 1.52％、Na₂O 12.31％、F^-4.9％、BaO 2.59％以及C 8.3％，余量为不可避免的杂质。

该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO₂)为0.99，熔化温度为1045℃，1300℃下的粘度为0.268Pa·s。

其制备方法如实施例1。

将所得的热作模具钢的连铸结晶器保护渣在国内某厂进行试验，试验渣型号XLMJ-3，试验钢种3Cr2W8V，断面150×650mm²，拉速0.7-1.2m/min。共试验保护渣3T。试验过程中，该型号保护渣在结晶器内铺展性、流动性良好，在总渣层控制50-65mm情况下，液渣层厚度8-15mm，渣层结构明显，液渣层厚度合适，结晶器液面火苗大小合适，平均渣耗量0.43-0.45kg/T，结晶器内渣条生成速度缓慢，试验生产出的铸坯表面无缺陷，后期轧钢检测数据显示铸坯无增碳及夹渣缺陷产生，达到良好的效果。

实施例4

该对比例与实施例1的区别在于：粘合剂为糊精，减水剂为聚羧酸酯。

实施例5

该对比例与实施例1的区别在于：粘合剂为淀粉，减水剂为氨基磺酸盐。

对比例1：

该对比例与实施例1的区别在于：

该保护渣中化学成分含有CaO 23.90％、SiO₂ 28.79％、MgO 4.82％、Fe₂O₃1.95％、Al₂O₃ 1.2％、Na₂O 11.1％、F^-4.9％、BaO 0.99％以及C10.3％，余量为不可避免的杂质。

该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO₂)为0.83、熔化温度为1055℃，1300℃下的粘度为0.298Pa·s。

按实施例1中的方法，在结晶器内使用过程中液渣层厚度5mm，消耗量0.65kg/T，液渣层过薄，耗量过大，浇铸过程中摩擦力波动较大，热流曲线不稳，且浇铸出的铸坯表面存在纵向裂纹较多，严重的无法清理，报废率较高。

对比例2：

该对比例与实施例2的区别在于：

该保护渣中化学成分含有CaO 26.90％、SiO₂ 25.86％、MgO 4.82％、Fe₂O₃0.95％、Al₂O₃ 2.52％、Na₂O 15.31％、F^-7.9％、BaO 5.59％以及C 6.3％，余量为不可避免的杂质。

该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO₂)为1.04，熔化温度为835℃，1300℃下的粘度为0.14Pa·s。

按实施例1中的方法，在结晶器内使用过程中液渣层厚25mm，消耗量0.23kg/t，液渣层过厚，耗量小，虽然控制热流效果较好，但渣条发达，析晶特性发达，摩擦力较大，润滑效果较差，出现漏钢报警降速，不利于连铸工艺顺行且铸坯表面存在渣沟。

综上所述，本申请提供的热作模具钢板坯连铸结晶器保护渣适用于拉速在0.7-2.0m/min的热作模具钢连铸，其原材料选择及性能指标设计合理，润滑及传热效果良好，液渣层厚度均匀、适中，可确保热作模具钢板坯连铸工艺顺行，防止铸坯表面质量缺陷，获得良好的铸坯质量。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，按重量百分数计，所述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的化学成分包括22-27％的CaO、25-30％的SiO₂、4-6％的MgO、0.2-2％的Al₂O₃、0.2-2％的Fe₂O₃、12-15％的Na₂O、4-7％的F^-、2.5-3.7％的BaO以及6.5-9.5％的C，余量为不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述化学成分包括24-26％的CaO、26-28％的SiO₂、4-6％的MgO、0.2-2％的Al₂O₃、0.2-2％的Fe₂O₃、12-15％的Na₂O、4-7％的F^-、2.5-3.7％的BaO以及7.5-9.5％的C，余量为不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的二元碱度为0.85-1.0，熔化温度为950℃-1050℃，在1300℃下的粘度为0.185-0.28Pa·s。

4.根据权利要求1或2的所述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的原料包括玻璃粉、助溶剂、炭黑材料、硅灰石、方解石、镁砂、碳酸钡、粘合剂以及减水剂；

优选地，所述助溶剂包括萤石、白碱和氟硅酸钠。

5.根据权利要求4所述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，按重量份数计，所述原料包括3-11重量份的玻璃粉、4-9重量份的萤石、12-20重量份的白碱、6.5-11.3重量份的炭黑、4-9重量份的氟硅酸钠、34-42重量份的硅灰石、2-13重量份的方解石、2-7重量份的镁砂、3-5重量份的碳酸钡、0.8-2.2重量份的粘合剂以及0.3-1.8重量份的减水剂。

6.根据权利要求5所述的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述炭黑包括重量比为2.0-4.0：4.5-7.3的第一炭黑和第二炭黑；

所述第一炭黑的碳含量≥98％，吸油值大于100g/cm³，吸碘值大于130g/kg；

所述第二炭黑的碳含量≥98％，吸油值大于35g/cm³，吸碘值大于55g/kg。

7.根据权利要求6所述的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述第一炭黑的重量不超过所述炭黑总重量的1/2。

8.根据权利要求4所述的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述粘合剂包括糊精、淀粉和羧甲基纤维素中的至少一种。

9.根据权利要求4所述的热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述减水剂包括木质素磺酸钙、聚羧酸酯和氨基磺酸盐中的至少一种。

10.如权利要求1-9任一项所述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣的应用，其特征在于，所述热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣用于拉速在0.7-2.0m/min的热作模具钢的连铸生产。