專利名稱：防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬連鑄中使用的保護(hù)粉料，尤其是煉鋼用防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣。

背景技術(shù)：
連鑄保護(hù)渣是一種粉末狀或小顆粒狀煉鋼輔助材料，用于覆蓋在連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)的鋼水表面。它具有絕熱保溫、防止鋼水氧化、吸收夾雜、潤滑及控制傳熱等多種功能，對鑄坯的質(zhì)量具有重要作用。
保護(hù)渣覆蓋在鋼水表面時，必須在鋼水和固態(tài)保護(hù)渣之間形成一定厚度的液渣層，從而有效防止空氣的進(jìn)入及容納更多的外來夾雜，并為鑄坯與水冷結(jié)晶器銅板縫隙之間提供充足的液態(tài)熔渣，從而保證良好的潤滑和傳熱的控制。如果液渣層厚度不足，在鋼水彎月面處結(jié)晶器銅板與初生坯殼之間的液態(tài)渣流入通道就會變窄，一旦液渣的正常流入受到外來大顆粒夾雜的阻塞，或因結(jié)晶器內(nèi)鋼水表面的劇烈波動使液渣斷流，就會導(dǎo)致鋼水初生坯殼在靜壓力的作用下與結(jié)晶器銅板直接接觸(保護(hù)渣失去其潤滑作用)，形成熱點(diǎn)，從而產(chǎn)生粘結(jié)。當(dāng)粘結(jié)力超過坯殼強(qiáng)度時，坯殼就會被拉斷，此時鋼水流入破裂的坯殼之間形成一層新的薄弱坯殼。鑄坯繼續(xù)向下移動，又把新的薄弱坯殼拉斷，一直重復(fù)到薄弱坯殼到結(jié)晶器出口處，在鋼水靜壓力作用下產(chǎn)生漏鋼。
粘結(jié)漏鋼是連鑄工藝最大的生產(chǎn)事故，不但造成生產(chǎn)的異常中止，而且泄漏的鋼水粘附在鑄機(jī)設(shè)備上，對鑄機(jī)的維護(hù)和清理需耗費(fèi)大量的時間、人力和財力，引起巨大的生產(chǎn)成本浪費(fèi)。因此，保護(hù)渣的性能對保證連鑄工藝順利進(jìn)行，防止坯殼產(chǎn)生粘結(jié)性漏鋼具有重要意義。
通常保護(hù)渣以CaO、SiO2二元系為主，外配CaF2、Na2O、Li2O等助熔劑，以及少量的Al2O3、MgO等組分和碳質(zhì)材料，還有一些其它不可避免的雜質(zhì)(如MnO、Fe2O3)，從而達(dá)到適宜的熔點(diǎn)、粘度等理化性能，滿足連鑄使用要求。現(xiàn)有技術(shù)的保護(hù)渣成分情況見下表1。
表1現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)渣成分及性能情況 中國專利200710201750.5和韓國專利KR20040003315公開的保護(hù)渣堿度過高，超過0.9。堿度高，保護(hù)渣在凝固過程中易發(fā)生析晶現(xiàn)象，不利于坯殼的潤滑；日本專利JP2001205401公開的保護(hù)渣凝固溫度超過1000℃，凝固溫度高，液渣過早凝固，也不利于對坯殼的潤滑。粘度過低時，耗量增加，鋼水表面的液渣層厚度就會偏薄，很易造成液渣的斷渣現(xiàn)象，這又是產(chǎn)生粘結(jié)漏鋼的另一個主要原因。日本專利JP8033962公開的保護(hù)渣成分中MnO、Fe2O3、CoO等氧化性組元過多，易與鋼水中還原性元素反應(yīng)，從而破壞了熔渣性能。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣，這種保護(hù)渣能夠防止粘結(jié)漏鋼現(xiàn)象，提高連鑄機(jī)的作業(yè)率，降低成本，減少事故。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣，成分按重量百分比計(jì)為Al2O32％～8％，F(xiàn)2％～7％，Na2O4％～8％，Li2O＜4％，B2O32％～15％，C0.7％～3％，原料帶入的雜質(zhì)＜3％，其余為CaO和SiO2，其中CaO/SiO2(重量比)為0.5～0.8。
該保護(hù)渣的性能如下凝固溫度＜980℃，在1300℃的粘度為0.2～0.5Pa.s，凝固過程不析出晶體。
本發(fā)明防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣原料主要是在CaO、SiO2、Al2O3三元系的基礎(chǔ)上，外配一定量的氟化物、純堿、硼砂等助熔劑，這些原料經(jīng)過預(yù)熔處理，得到本發(fā)明的保護(hù)渣。預(yù)熔處理可以使原料物質(zhì)間形成復(fù)雜的固熔體，使得保護(hù)渣的熔化溫度區(qū)間(即熔化終了溫度和熔化開始溫度之差)控制在較窄的范圍內(nèi)，保證保護(hù)渣快速熔化以及熔化的均勻性。
保證液渣層厚度是防止粘結(jié)漏鋼的重要手段。通常情況下，連鑄過程允許的液渣層厚度為6～16mm，對于易發(fā)生粘結(jié)漏鋼的鋼種，液渣層最好在10～16mm。本發(fā)明保護(hù)渣的使用性時消耗量≥0.4kg/t鋼，液渣層厚度10～16mm。
除了液渣層厚度以外，保護(hù)渣本身的特性對斷渣也有影響。玻璃態(tài)高粘度渣不易受外界因素的影響而斷裂，低粘度或易析晶渣就很易在外界因素的影響下斷裂。因此，為防止粘結(jié)漏鋼發(fā)生，保護(hù)渣應(yīng)當(dāng)具有高粘度、不析晶的特性。但粘度過高，流入困難，導(dǎo)致消耗量降低，影響鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的潤滑。因此，粘度宜在保證合理消耗量的前提下盡可能提高。
保護(hù)渣的堿度，即CaO/SiO2(重量比)，是保護(hù)渣最基本也是最重要的指標(biāo)，堿度越高，保護(hù)渣熔點(diǎn)越高、粘度越低，析晶性越強(qiáng)。要提高保護(hù)渣液渣層厚度，保護(hù)渣應(yīng)具備較低熔點(diǎn)、快速熔化的性能，要防止液渣斷流，保護(hù)渣應(yīng)具備高粘度、不析晶的特點(diǎn)。因此，需要保護(hù)渣的堿度越低越好。本發(fā)明保護(hù)渣的堿度在0.5～0.8的范圍內(nèi)。
保護(hù)渣中增加Al2O3的含量有利于降低熔點(diǎn)、提高粘度，但加入量過多會使粘度明顯上升，本發(fā)明保護(hù)渣Al2O3含量為2％～8％。
保護(hù)渣常見的助熔劑有CaF2、Na2CO3、Li2CO3等，熔化分解后在熔渣中分別以F、Na2O、Li2O計(jì)，其中CaF2中的Ca折算成CaO，計(jì)算堿度時需包含這一部分。F的主要作用是降低保護(hù)渣的粘度，Na2O、Li2O主要用來降低保護(hù)渣的熔點(diǎn)。F、Na2O的加入量過多會促進(jìn)保護(hù)渣析出槍晶石、霞石等晶體，破壞了保護(hù)渣的玻璃態(tài)特性。另外，Na2O、Li2O，尤其是Li2O，在降低熔點(diǎn)的同時，使渣的粘度也明顯下降，故不宜多加。為完全抑制液渣析出晶體，本發(fā)明保護(hù)渣F的加入量控制在2％～7％，Na2O控制在4％～8％。從盡可能提高粘度的角度考慮，Li2O不宜超過4％。
本發(fā)明保護(hù)渣加入一種新的助熔劑B2O3，其熔點(diǎn)較低，在熔化后又呈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此可明顯降低熔點(diǎn)，同時又不至于使粘度過分下降，是一種比較理想的助熔劑。B2O3作為一種主要的助熔劑，加入量在2％～15％為宜。
碳質(zhì)材料，如碳黑和石墨，是控制保護(hù)渣熔化速度的一種必不可少的組成，是調(diào)節(jié)液渣層厚度的重要因素，碳質(zhì)材料由于具有很高的熔點(diǎn)，能有效阻止保護(hù)渣液滴的聚集，從而控制保護(hù)渣的熔化速度；且炭質(zhì)材料又能完全燃燒變?yōu)闅怏w，對保護(hù)渣不造成污染，因此是一種既廉價又實(shí)用的骨架材料。保護(hù)渣中含碳越高，則熔化越慢，液渣層就越薄。本發(fā)明中碳的配入量為0.7％～3％。
此外原料中還會帶來一些不可避免的雜質(zhì)，如MgO、Fe2O3等，本發(fā)明保護(hù)渣要求雜質(zhì)量不得超過3％。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣通過對成分的控制，得到適宜的堿度、粘度、消耗量和液渣層厚度，有效避免了粘結(jié)漏鋼，對連鑄工藝的順利進(jìn)行和生產(chǎn)效益的提高具有重大意義。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 保護(hù)渣成分為CaO33％，SiO242％，Al2O32％，F(xiàn)5％，Na2O7.6％，Li2O3.7％，B2O32.2％，C2.8％，其余為原料帶入的雜質(zhì)。該保護(hù)渣堿度為0.78，在1300℃的粘度為0.21Pa.s，凝固溫度為970℃。
實(shí)施例2 保護(hù)渣成分為CaO28.2％，SiO243.5％，Al2O34％，F(xiàn)6.7％，Na2O5％，B2O39％，C1.2％，其余為原料帶入的雜質(zhì)。該保護(hù)渣堿度為0.65，在1300℃的粘度為0.35Pa.s，凝固溫度為935℃。
實(shí)施例3 保護(hù)渣成分為CaO22％，SiO243％，Al2O38％，F(xiàn)2.3％，Na2O4％，Li2O3％，B2O314.5％，C0.72％，其余為原料帶入的雜質(zhì)。該保護(hù)渣堿度為0.51，在1300℃的粘度為0.48Pa.s，凝固溫度為950℃。
上述三個實(shí)施例保護(hù)渣在使用過程中消耗量在0.4～0.5kg/t鋼之間，液渣層均保持在10～16mm的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣，其特征在于，該保護(hù)渣的成分按重量百分比計(jì)為Al2O32％～8％，F(xiàn)2％～7％，Na2O4％～8％，Li2O＜4％，B2O32％～15％，C0.7％～3％，原料帶入的雜質(zhì)＜3％，其余為CaO和SiO2，其中CaO/SiO2(重量比)為0.5～0.8。
2.如權(quán)利要求1所述的防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣，其特征在于，該保護(hù)渣的性能如下凝固溫度＜980℃，在1300℃的粘度為0.2～0.5Pa.s，凝固過程不析出晶體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬連鑄中使用的保護(hù)粉料，尤其是煉鋼用防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣。一種防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣，其成分按重量百分比計(jì)為Al2O32％～8％，F(xiàn)2％～7％，Na2O4％～8％，Li2O＜4％，B2O32％～15％，C 0.7％～3％，原料帶入的雜質(zhì)＜3％，其余為CaO和SiO2，其中CaO/SiO2(重量比)為0.5～0.8。該保護(hù)渣的性能如下凝固溫度＜980℃，在1300℃的粘度為0.2～0.5Pa.s，凝固過程不析出晶體。該保護(hù)渣的使用性能如下消耗量≥0.4kg/t鋼，液渣層厚度10～16mm。本發(fā)明防粘結(jié)漏鋼連鑄保護(hù)渣能夠防止粘結(jié)漏鋼現(xiàn)象，提高連鑄機(jī)的作業(yè)率，降低成本，減少事故。
文檔編號B22D11/108GK101722286SQ20081020155
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者張晨, 蔡得祥, 宗震宇, 曹偉, 朱祖民, 胡暑名, 王洪亮, 潘永飛 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司