超低碳鋼用連鑄保護渣制造技術

本發明專利技術提供一種超低碳鋼用連鑄保護渣，通過在保護渣中加入硼系、類ＡＴＨ系、鋁酸鈉等阻燃劑中的一種或幾種，其用量占總量的０．５～５．０％，以延緩保護渣中碳的氧化速度，使得保護渣中的碳更有效的發揮其控制熔化速度和起骨架材料的作用，從而減少保護渣中碳的加入量，達到防止鑄坯增碳的目的，能有效實現超低碳鋼的生產。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種連鑄保護渣，尤其涉及一種超低碳鋼用連鑄保護渣。
技術介紹
連鑄保護渣是鋼水連續鑄造過程中加入到結晶器內覆蓋在鋼水表面的一種人工合成的輔助材料。它由含CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O等成分的礦物原料經處理后，再配入控制熔化速度和起骨架作用的碳素材料加工而成。保護渣加入結晶器鋼水面上具有隔絕空氣，防止鋼水氧化，減少鋼液面熱損失，吸收上浮至鋼液表面的非金屬夾雜物，在結晶器和鑄坯之間形成渣膜起潤滑作用，控制鑄坯向結晶器的傳熱等冶金功能。而保護渣的熔化速度直接影響著保護渣的冶金功能。目前，控制保護渣熔化速度的材料是碳素材料，因鋼種、鑄坯的尺寸、鑄坯的形狀、拉速等工藝參數的不同保護渣中碳素材料的加入量也不同，一般在2～15％左右。隨著社會的發展，以IF鋼為代表的超低碳鋼的應用越來越廣泛，且對碳的要求也越來越低，從50ppm到30ppm甚至要求在20ppm以下。在超低碳鋼的連鑄過程中，比較突出的問題之一是保護渣會造成鋼水或鑄坯的增碳。保護渣之所以會對鋼水或鑄坯增碳，其根本原因是由于保護渣內配入了控制其熔化速度和起骨架作用的碳素材料。由于種種原因(如液面波動等)造成鋼水或初生的坯殼與碳素材料接觸就導致鋼水或鑄坯增碳。如何防止超低碳鋼在生產過程中增碳是生產此類鋼種的關鍵之一。美國內陸鋼廠的G.Skoczylas研究了保護渣中碳含量對鑄坯增碳的影響，如圖1所示，隨著保護渣的含碳量的增加，鑄坯增碳也上升。研究表明，減少保護渣中碳的配入量可以有效防止連鑄過程中鋼水或鑄坯增碳。含碳量小于30ppm的超低碳鋼，特別是小于20ppm的超低碳鋼，如果采用含碳量的高的連鑄保護渣澆注，就可能因為保護渣引起鋼水或鑄坯增碳而不能滿足超低碳鋼的連鑄要求。因此超低碳鋼在連鑄過程中應盡可能使用含碳量低的保護渣，避免因保護渣中的碳素材料而引起鋼水或鑄坯增碳。現有的超低碳鋼用保護渣一般碳含量在1.5～2.5％之間。這不利于超低碳鋼，特別是含碳量在20ppm以下的鋼種的生產。在不影響保護渣熔化速度的前提下，如何降低保護渣中的碳的含量，國內外學者采用了多種方法，主要歸結兩類一是尋求碳素材料的替代物，是防止保護渣中碳素材料引起增碳的有效方法。例如，文獻《鐵與鋼》1978年第10號(p58～67)刊登的“無碳保護渣的開發”一文介紹的是以BN替代保護渣中碳素材料的方法；專利US005356454A(特開平5-185195)也采用了以BN替代保護渣中碳素材料的方法。文獻《韶關大學學報》1998年第3期(p112～120)刊登的“關于碳化硅作為超低碳鋼連鑄結晶器保護渣熔速調節劑的研究”一文介紹的是以SiC替代保護渣中碳素材料的方法，但是，由于這類替代物價格昂貴，且在使用過程中增加了保護渣的燒結傾向，使操作的穩定性下降；因此，沒有大規模的推廣應用的價值。二是在保護渣中加入強還原性金屬如SiCa粉，FeMn粉等，在保護渣的熔融過程中這些物質將優先與氧反應從而減緩碳素材料的氧化，這樣可以減少碳素材料的配入量，從而達到防止鑄坯增碳的目的。例如專利特開昭64-66056采用的就是加入0.5～5.0％的強還原性金屬粉的方法。這類方法的不足在于所添加的強還原性金屬粉的化學活性比較大，在生產加工及運輸過程中有特別的要求；另外，價格也比較貴。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種超低碳鋼用的可有效防止鑄坯增碳的連鑄保護渣。本專利技術通過在保護渣中加入阻燃劑，延緩保護渣中碳的氧化速度，使得保護渣中的碳更有效的發揮其控制熔化速度和起骨架材料的作用，從而減少保護渣中碳的配入量，達到防止鑄坯增碳的目的。加在結晶器鋼水面上的連鑄保護渣，隨著作為骨架的碳素材料的燃燒，渣滴的聚合，最終在鋼水面上形成液渣，液渣不斷地流入鑄坯與結晶器壁之間，同時固體保護渣又不斷地熔化，二者達到平衡后在鋼水面上形成一定厚度的液渣層。保護渣的熔化過程實際上是碳素材料粒子的氧化，渣滴不斷聚合的過程。本專利技術的原理就是在保護渣中加入一定量的阻燃劑，由于阻燃劑的存在，保護渣中碳的氧化速度就變緩，這樣一來，可使得在保護渣中加入少量的碳就可以控制好保護渣的熔化速度和起骨架作用。本專利技術的超低碳鋼用連鑄保護渣是含有以下成分，基材90.0～96.0％碳素材料0.4～0.95％阻燃劑0.5～5.0％以上為重量百分比上述的保護渣中還含有粘結劑，其重量百分比為0.5～4.5％，其中阻燃劑為硼系、類ATH系、鋁酸鈉中的一種或一種以上。所述的基材的成分為CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O，其中粘結劑為面粉、水玻璃、CMC等其中的一種或幾種。其中基材的各組份占保護渣總量的重量百分比為CaO+MgO33.0～41.0SiO2+Al2O334.0～45.0Na2O+F-+Li2O 10.0～19.0CaO與SiO2的比例為 0.80～1.00本專利技術是一種適用于板坯連鑄的超低碳鋼用保護渣。其基材含有CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O等成分的，其用量占總量的90.0～96.0％。基材是由硅灰石、螢石、水泥熟料、礬土、鎂砂、蘇打等一定的成分配比加工而成。制造方法將上述三部分原料按設計的成分經磨粉、混勻后加入粘結劑等，通過擠壓或噴霧造粒后，加工成顆粒狀或中空球狀連鑄保護渣。要使連鑄保護渣能很好的吸收夾雜物，在鑄坯與結晶器之間起很好的潤滑作用，能合適的控制鑄坯與結晶器之間的傳熱等，則保護渣加入到結晶器內后必須形成合適的液渣層厚度。液渣層厚度與保護渣的熔化速度直相關，而保護渣的熔化速度是由碳素材料控制的。因此，通常保護渣從本質上講是含由含CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O等成分的礦物原料經處理后制成基材，再配入控制熔化速度和起骨架作用的碳素材料兩部分組成。本專利技術為了獲得含碳量低，而熔化速度合適的超低碳鋼用保護渣采用的方法是在保護渣中加入了硼系、類ATH系、鋁酸鈉等阻燃劑，以延緩保護渣中碳的氧化速度，使得保護渣中的碳更有效的發揮其控制熔化速度和起骨架材料的作用，從而減少了保護渣中碳的配入量，有效實現超低碳鋼的生產。這與現有的降低保護渣中碳的方法是不同的，是本專利技術與現有技術的主要區別。另外，阻燃劑的價格也比較便宜。附圖說明圖1為保護渣中碳含量對鑄坯增碳的影響曲線圖。圖2為專利技術例和比較例的熔化速度指數。圖3為專利技術例和比較例對鋼水增碳的影響。具體實施例方式將本專利技術的超低碳鋼用保護渣與原有保護渣(比較例1、2、3、4)在100公斤感應爐上進行使用試驗。采用本專利技術的保護渣，可有效防止鋼水或鑄坯增碳。具體實施例見表1。圖1是專利技術例和比較例的熔化速度對比，圖2是專利技術例和比較例對鋼水增碳的影響。由圖1可知，采用本專利技術的技術將保護渣的碳降下來后，保護渣的熔化速度仍可以得到控制；由圖2可知，本專利技術的保護渣對鋼水的增碳小，能滿足超低碳鋼的生產要求。表1實施例保護渣及比較例保護渣主要成份和使用效果 權利要求1.一種超低碳鋼用連鑄保護渣含有以下成分，基材90.0～96.0％碳素材料0.4～0.95％阻燃劑0.5～5.0％以上為重量百分比。2.根據權利要求1所述的超低碳鋼用連鑄保護渣，其特征在于，上述保護渣中還含有粘結劑，其重量百分比0.5～4.5％。3.根據權利要求1所述的超低碳鋼用連鑄保本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超低碳鋼用連鑄保護渣含有以下成分， 基材 ９０．０～９６．０％ 碳素材料： ０．４～０．９５％ 阻燃劑： ０．５～５．０％ 以上為重量百分比。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳榮歡，朱祖民，張晨，蔡得祥，莊鐵，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]