一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)大部分鋼廠都是用直角連鑄結(jié)晶器進(jìn)行連鑄作業(yè)，現(xiàn)有直角連鑄結(jié)晶器一般采用四塊銅板組合而成，角部稱直角，鑄坯角部由于受到二維冷去使角部收縮量大于結(jié)晶器銅板錐度補(bǔ)償量，導(dǎo)致在偏角部特別是寬面偏角部區(qū)域形成較大的氣隙，而氣隙熱阻占整個(gè)熱阻的80%以上，進(jìn)一步導(dǎo)致鑄坯偏角部區(qū)域溫度過高，形成熱點(diǎn)區(qū)域，并再該區(qū)域平面內(nèi)產(chǎn)生較大的橫向應(yīng)拉力；而鑄坯過低的角部溫度進(jìn)入脆性區(qū)，整個(gè)鑄坯坯殼表面溫度呈不均勻分布，會(huì)引起鑄坯的角裂和窄邊鼓肚等質(zhì)量缺陷，特別是角部橫裂紋，占各類缺陷的50%以上。近年來一些鋼廠開發(fā)了連鑄板坯倒角結(jié)晶器技術(shù)，其目的就是將傳統(tǒng)連鑄坯的直角變?yōu)殁g角。使角部的二維傳熱變成一維傳熱，從而有效的提高矯直區(qū)連鑄坯角部溫度，有利于消除連鑄坯角橫裂紋缺陷，但并不能完全解決角部橫裂紋。
[0003]中國專利CN103785805A公開了一種板坯連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其生產(chǎn)方法，所述保護(hù)渣成分(單位:wt%)包括:S12 26?29、CaO 32?36、MgO I.5?2.5、Al2〇3 3?5、Na2O 8?10、F 8.5?10.5、C固3?5、？6203 <1.5;所述生產(chǎn)方法包括原材料預(yù)處理與檢測、保護(hù)渣配方設(shè)計(jì)、配料和制漿、噴霧造粒、篩分除塵及產(chǎn)品檢測步驟。中國專利CN103639380A公開了一種板坯用連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法，所述保護(hù)渣成分(單位:wt%)包括:S1228?30、CaO 35?37、MgO 3.3?4.8、Fe2〇3 0.7?I.3、Al2〇3 5?7、Na2〇 9?11、F 8?10、C固3?5;所述方法包括原材料預(yù)處理與檢測、保護(hù)渣配方設(shè)計(jì)、配料和制漿、噴霧造粒、篩分除塵及產(chǎn)品檢測得到。但是，這些專利仍然沒有解決鑄坯的角裂、窄邊鼓肚、角部橫裂紋的質(zhì)量問題，不適合倒角連鑄結(jié)晶器作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，使中碳鋼的鑄坯質(zhì)量良好。
[0005]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，成產(chǎn)成本低。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其化學(xué)成分及重量百分含量為:Ca0:40%?45% ,S12:19%?25% ,MgO:3%?7%，Li20:1%?2.5%,Al2O3:2%?5%,Na20:7%-10%，F(xiàn):5%?7%和C:4%?8%。
[0007]優(yōu)選地，所述的保護(hù)渣的化學(xué)成分及重量百分含量為:CaO:44 %，S12: 23.5 %，Mg0:5.1%，Li20:2.5%，Al203:4.5%，Na20:9.6%，F(xiàn):6.89i^PC:4.0%。
[0008]優(yōu)選地，所述的保護(hù)渣的堿度為Ca0/Si02為1.7?2.3。
[0009]優(yōu)選地，所述的保護(hù)渣的熔點(diǎn)1150?1200 °C，粘度0.48?0.55 Pa.S。
[0010]—種上述的中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，包括以下步驟:
(1)配料:按上述化學(xué)成分及其重量百分含量準(zhǔn)備各種原料；
(2)熔化:用電爐熔化除炭質(zhì)材料、粘合劑外的各種原料；
(3)水淬:熔化出來的熔渣直接進(jìn)入水池冷卻凝固成玻璃體；
(4)干燥:將玻璃體烘干至含水量小于2%;
(5)粉碎:將玻璃體粉碎，得到預(yù)熔料，預(yù)熔料粉末粒度為篩下物80%通過200目篩；
(6)配制:步驟(5)預(yù)恪料中加入炭質(zhì)材料和粘合劑；
(7)噴霧造粒:將步驟(6)各種原料在攪拌機(jī)攪拌均勻，依次入球磨機(jī)干磨，水磨機(jī)磨細(xì)并造漿，噴霧造粒。
[0011 ]優(yōu)選地，所述的炭質(zhì)材料為炭黑和/或石墨。
[0012]優(yōu)選地，所述的炭質(zhì)材料為炭黑和石墨，兩者重量比為1:1-3。
[0013]本發(fā)明的積極有益效果:
I.保護(hù)渣的堿度是由CaO及S12的比質(zhì)確定的，本發(fā)明保護(hù)渣的堿度為1.7-2.3之間，可以有效抑制熔渣中析出大量的晶體，從而保證較好的傳熱能力和潤滑效果。
[0014]過高的CaO將使保護(hù)渣初始結(jié)晶能力過強(qiáng)，提高保護(hù)渣的析晶溫度，在一定程度上惡化潤滑，本發(fā)明確定CaO重量百分含量為40%-45%Α?02是保護(hù)渣中重要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成體，與堿性氧化物反應(yīng)生成低熔點(diǎn)化合物，降低保護(hù)渣的熔點(diǎn)，通過其加入量可以控制熔渣的熔點(diǎn)及結(jié)晶性能。一定的S12有利于使彎月面附近液渣膜的厚度維持在一定水平，改善潤滑。但是，過高的S12容易弱化保護(hù)渣的結(jié)晶性能，本發(fā)明確定S12的重量百分含量為19%-25%ο
[0015]2.Al2O3屬于兩性氧化物，在保護(hù)渣體系中，堿性條件下它通常是被作為酸性氧化物，而在酸性條件下，它就作為堿性氧化物。Al2O3對(duì)保護(hù)渣的粘度、結(jié)晶傾向影響比較大，含量過高，容易增加熔渣的粘度，不利于潤滑。本發(fā)明Al2O3重量百分含量為2%-5%。
[0016]MgO屬于堿性金屬氧化物，在保護(hù)渣中能替代部分CaO，也能改善保護(hù)渣的潤滑性能。但由于MgO自身的熔點(diǎn)比較高，并且容易與其他成分結(jié)合生成高熔點(diǎn)化合物，含量較高時(shí)候能提升熔渣的轉(zhuǎn)折溫度，惡化鑄坯潤滑。本發(fā)明MgO重量百分含量為3%-7%。
[0017]3.本發(fā)明Li2O重量百分含量在1%-2.5%范圍內(nèi)，隨著Li2O重量百分含量的增加，保護(hù)渣的熔化速度提高，并降低保護(hù)渣熔渣在冷凝過程中的析晶溫度和粘度轉(zhuǎn)折溫度，提高了保護(hù)渣的傳熱穩(wěn)定性和均勻性。
[0018]4.炭質(zhì)材料是控制保護(hù)渣熔化的一種最有效且無其它物質(zhì)能替代的成分，同時(shí)又是對(duì)鋼水產(chǎn)生增碳作用的罪魁禍?zhǔn)?，因此，炭質(zhì)材料添加的原則是保溫效果要好、可有效控制熔速保證液渣供給。保溫效果好不僅會(huì)避免保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)結(jié)殼、避免發(fā)粘，還由于溫度較高，鋼液彎月面溫度不會(huì)過低，彎月面不會(huì)過早凝固、有利于鋼水內(nèi)氣體的析出，從而避免皮下氣泡的產(chǎn)生。本發(fā)明炭質(zhì)材料重量百分含量為在4%_8%，使保護(hù)渣在具有較好的保溫作用的同時(shí)，有使保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)有清晰的粉渣層、燒結(jié)層、液渣層結(jié)構(gòu)，來保證液渣的供應(yīng)。
[0019]5.本發(fā)明中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣各化學(xué)成分配比合理、恰當(dāng)，使保護(hù)渣傳熱能力好、傳熱均勻性高和潤滑效果好，使中碳鋼的鑄坯質(zhì)量良好，有效避免了鑄坯的角裂、窄邊鼓肚、角部橫裂紋等質(zhì)量缺陷。保護(hù)渣的熔點(diǎn)1150°C?1200 °C，可有效處理傳熱與潤滑之間的矛盾，達(dá)到即能有效解決縱裂紋，又能有效解決潤滑而防止微裂紋的目的，粘度0.48?0.55 Pa.s，可以防止粘度過低導(dǎo)致渣耗增加、鑄坯振痕變深的問題。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合一些【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021]實(shí)施例1
一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其化學(xué)成分及重量百分含量為:Ca0:40%，Si02:23%，MgO: 5.5%，Li20:1.5%，Al2Ο3:5%，Na20: 10%,F: 7%和C:8%。
[0022]上述的中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，包括以下步驟:
(1)配料:按上述化學(xué)成分及其重量百分含量準(zhǔn)備各種原料，如:硅灰石，石灰石，石英砂，鈉長石，鋁石，鎂砂，碳酸鋰，純堿，螢石，炭質(zhì)材料炭黑，粘合劑羧甲基纖維素鈉鹽CMC;
(2)熔化:用電爐熔化除炭質(zhì)材料、粘合劑外的各種原料；
(3)水淬:熔化出來的熔渣直接進(jìn)入水池冷卻凝固成玻璃體；
(4)干燥:將玻璃體烘干至含水量小于2%;
(5)粉碎:將玻璃體粉碎，得到預(yù)熔料，預(yù)熔料粉末粒度為篩下物80%通過200目篩；
(6)配制:預(yù)熔料中加入炭質(zhì)材料炭黑，接著再加入粘合劑羧甲基纖維素鈉鹽CMC;
(7)噴霧造粒:將步驟(6)各種原料在攪拌機(jī)攪拌均勻，依次入球磨機(jī)干磨，水磨機(jī)磨細(xì)并造漿，噴霧造粒。
[0023]澆注200mmX 1950mm規(guī)格中碳鋼連鑄板坯時(shí)采用本實(shí)施例保護(hù)渣，拉速0.9-1.Im/min，液渣層厚度8 mm，保護(hù)渣消耗量0.6 kg/噸鋼，倒角鑄坯表面平滑無異常，產(chǎn)品一級(jí)品合格率98%以上。
[0024]實(shí)施例2
一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其化學(xué)成分及重量百分含量為:Ca0:41%，S12:23%,Mg0:6.2%,Li2O:2.2%,Al2O3:4.6%,Na20:9.5%，F(xiàn):7%和C:6.5%。
[0025]上述的中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，包括以下步驟:
(1)配料:按上述化學(xué)成分及其重量百分含量準(zhǔn)備各種原料，如:硅灰石，石灰石，石英砂，鈉長石，鋁石，鎂砂，碳酸鋰，純堿，螢石，炭質(zhì)材料炭黑和石墨，粘合劑羧甲基纖維素鈉鹽 CMC;
(2)熔化:用電爐熔化除炭質(zhì)材料、粘合劑外的各種原料；
(3)水淬:熔化出來的熔渣直接進(jìn)入水池冷卻凝固成玻璃體；
(4)干燥:將玻璃體烘干至含水量小于2%;
(5)粉碎:將玻璃體粉碎，得到預(yù)熔料，預(yù)熔料粉末粒度為篩下物80%通過200目篩；
(6)配制:預(yù)熔料中加入炭質(zhì)材料炭黑和石墨，兩者重量比為1:1，接著再加入粘合劑羧甲基纖維素鈉鹽CMC;
(7)噴霧造粒:將步驟(6)各種原料在攪拌機(jī)攪拌均勻，依次入球磨機(jī)干磨，水磨機(jī)磨細(xì)并造漿，噴霧造粒。
[0026]澆注21mmX 2100mm規(guī)格中碳鋼連鑄板坯時(shí)本實(shí)施例保護(hù)渣，拉速0.8_1.2 m/min，液渣層厚度9 mm，保護(hù)渣消耗量0.56 kg/噸鋼，倒角鑄坯表面平滑無異常，產(chǎn)品一級(jí)品合格率98%以上。
[0027]實(shí)施例3
一種中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其化學(xué)成分及重量百分含量為:CaO:41.5%，S12: 24 % , MgO: 7 % , Li20: 2.5%, A1203: 3.8%, Na20:8%，F(xiàn): 6.2%和C: 7%。
[0028]上述的中碳鋼倒角銅板連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，包括以下步驟:
(1)配料:按上述化學(xué)成分及其重量百分含量準(zhǔn)備各種原料，如:硅灰石，石灰石，石英砂，鈉長石，鋁石，鎂砂，碳酸鋰，純堿，螢石，炭質(zhì)材料炭黑和石墨，粘合劑糊精；
(2)熔化:用電爐熔化除炭質(zhì)材料、粘合劑外的各種原料；
(3)水淬:熔化出來的熔渣直接進(jìn)入水池冷卻凝固成玻璃體；
(4)干燥:將玻璃體烘干至含水量小于2%;
(5)粉碎:將玻璃體粉碎，得到預(yù)熔料，預(yù)熔料粉末粒度為篩下物80%通過200目篩；
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