专利名称：一种适用于超低碳钢的连铸保护渣的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于超低碳钢的连铸保护渣。
背景技术：
连铸保护渣是钢水连续铸造过程中加入到结晶器内覆盖在钢水表面的一种人工合成的辅助材料，其具有隔绝空气，防止钢水氧化，减少钢液面热损失，吸收上浮至钢液表面的非金属夹杂物，在结晶器和铸坯之间形成渣膜起润滑作用，控制铸坯向结晶器的传热等冶金功能。而保护渣的熔化速度直接影响着保护渣的冶金功能。
目前使用的保护渣从原料组成上来说，主要由CaO、SiO2、Al2O3、MgO、F、Na2O等成分组成的矿物基本渣料，和控制熔化速度和起骨架作用的碳两大部分组成；前者的粒度比较粗，后者比较细。通常保护渣的生产过程是将碳和基本渣料经破碎、磨粉、机械搅拌、混匀后再经挤压或喷雾造粒加工而成。此法加工的保护渣中，碳粒子和基本渣料粒子之间是简单的混合接触关系，微观上，二者之间彼此仍是独立分离的。
上述的，控制保护渣熔化速度的材料主要是碳，因钢种、拉速、铸坯的尺寸和形状等参数的不同，保护渣中碳的加入量也不同，一般碳的加入量占保护渣总重量的2～15％左右。
随着超低碳钢的应用越来越广泛，要求钢种中碳的含量也越来越低，从50ppm到30ppm，甚至要求在20ppm以下。在超低碳钢的连铸过程中，比较突出的问题之一是保护渣会造成钢水或铸坯的增碳，保护渣之所以会对钢水或铸坯增碳，其根本原因是由于保护渣内配入了控制其熔化速度和起骨架作用的碳，其以碳黑、石墨、焦碳等形式加入，由于如液面波动等种种原因，从而造成钢水或初生的坯壳与碳接触，就导致钢水或铸坯增碳。
如何防止超低碳钢在生产过程中增碳是生产此类超低碳钢的关键之一。而减少保护渣中碳的配入量可以有效防止连铸过程中钢水或铸坯增碳。含碳量小于30ppm的超低碳钢，特别是小于20ppm的超低碳钢，如果采用含碳量高的连铸保护渣浇注，就可能因为保护渣引起钢水或铸坯增碳而不能满足超低碳钢的连铸要求。因此超低碳钢在连铸过程中应尽可能使用含碳量低的保护渣，避免因保护渣中的碳而引起钢水或铸坯增碳。
现有的超低碳钢用保护渣一般碳含量在1.5～2.5％之间。这不利于超低碳钢，特别是含碳量在20ppm以下的钢种的生产。目前在国内外，主要有以下几种在不影响保护渣熔化速度的前提下，降低保护渣中碳含量的方法一、寻求碳的替代物，该方法是防止保护渣中的碳引起增碳的有效方法。文献《铁与钢》在1978年第10号第58～67页上刊登的“无碳保护渣的开发”一文，美国专利“US005356454A”以及文献《东北大学学报(自然科学版)》在2003年第4期第369～372上刊登的“超低碳钢新型连铸保护渣的开发”一文介绍的都是以BN替代保护渣中碳的方法；文献《韶关大学学报》在1998年第3期第112～120页上刊登的“关于碳化硅作为超低碳钢连铸结晶器保护渣熔速调节剂的研究”一文介绍的是以SiC替代保护渣中碳的方法。
二、在保护渣中加入强还原性金属，如SiCa粉，FeMn粉等，在保护渣的熔融过程中这些物质将优先与氧反应从而减缓碳的氧化，这样可以减少碳的配入量，从而达到防止铸坯增碳的目的。专利特开昭64-66056公开的就是加入0.5～5.0％的强还原性金属粉的方法。
三、在保护渣中配入阻燃剂的方法，在阻燃剂的作用下保护渣中碳的氧化速度将减缓，这样一来同样可以减少保护渣中碳的加入量而不影响保护渣的熔化速度。中国专利“CN1485168A”公开的就是加入0.5～5.0％的硼系、类ATH等阻燃剂的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于超低碳钢的连铸保护渣，其通过加入渗碳剂，可减少保护渣中的配碳量，从而减少或防止超低碳钢铸坯增碳，可用于超低碳钢的生产。
为达到上述目的，本发明提供一种适用于超低碳钢的连铸保护渣，其包含占该连铸保护渣总重量94.0～97.0％的基渣料，0.45～1.0％的碳和1.5～3.5％的粘结剂，特点是，还包含占该连铸保护渣总重量0.25～2.0％的渗碳剂；
所述的基渣料包含占保护渣总重量33.1～43.2％的CaO和MgO，36.0～46.8％的SiO2和Al2O3，12.8～20.9％的Na2O，F，Li2O和Fe2O3，俗称助熔剂。
本发明提供的一种适用于超低碳钢的连铸保护渣，由于加入了渗碳剂，在该渗碳剂的作用下，可使加入保护渣的碳的粒子渗透到基渣料的粒子内，从而二者紧密的结合在一起；微观上，基渣料的粒子表面将会变得凹凸不平，长满了“包”；宏观上，因为碳粒子在渗碳剂的作用下，渗入了基渣料的粒子内，使其着色能力下降，故经过渗碳处理后的保护渣颜色明显变浅；如此一来，保护渣中的碳的活性就大大的降低了，也就延缓了碳的氧化速度，使得保护渣中的碳更有效的发挥其控制熔化速度和起骨架材料的作用；故在保护渣中配少量的碳，就能起到骨架和控制熔速的作用，因此可减少保护渣中的配碳量，防止铸坯增碳，最终生产加工出游离碳含量小于1.0％的超低碳钢用保护渣。
具体实施例方式
将粒度不大于0.074毫米的占保护渣总重量94.0～97.0％的基渣料，粒度不大于50微米的占保护渣总重量0.45～1.0％的碳，占保护渣总重量1.5～3.5％的粘结剂以及占保护渣总重量0.25～2.0％的渗碳剂一起充分混合均匀后，通过挤压或喷雾造粒，就加工成了颗粒状的，游离碳含量不大于1.0％的适用于板坯连铸的超低碳钢用的连铸保护渣；所述的碳可以碳黑、石墨或焦碳等形式加入保护渣；所述的粘结剂可以是面粉或糊精。
以下通过表1，将本发明生产的游离碳含量不大于1.0％的超低碳钢保护渣与原有的超低碳钢保护渣进行比较，其中f1～f7是本发明的7个具体实施例，b1～b3是比较例，即3种原有的不含有渗碳剂的超低碳钢保护渣；
表1、实施例保护渣及比较例保护渣主要成份和铸坯增碳量由表1可知，本发明提供的7个实施例，由于加入了渗碳剂，使加入保护渣的碳的粒子渗透到基渣料的粒子内，大大降低了碳的活性，延缓了碳的氧化速度，使得保护渣中的碳有效的发挥其控制熔化速度和起骨架材料的作用，从而减少保护渣中碳的加入量，其最终的铸坯增碳量明显小于比较例保护渣的铸坯增碳量。
权利要求
1.一种适用于超低碳钢的连铸保护渣，其包含占该连铸保护渣总重量94.0～97.0％的基渣料，0.45～1.0％的碳和1.5～3.5％的粘结剂，特征在于，还包含占该连铸保护渣总重量0.25～2.0％的渗碳剂；所述的基渣料包含占保护渣总重量33.1～43.2％的CaO和MgO，36.0～46.8％的SiO2和Al2O3，12.8～20.9％的Na2O，F，Li2O和Fe2O3。
全文摘要
一种适用于超低碳钢的连铸保护渣，其包含占该连铸保护渣总重量94.0～97.0％的基渣料，0.45～1.0％的碳和1.5～3.5％的粘结剂，特点是，还包含占该连铸保护渣总重量0.25～2.0％的渗碳剂；所述的基渣料包含占保护渣总重量33.1～43.2％的CaO和MgO，36.0～46.8％的SiO
文档编号B22D11/11GK1872451SQ20051002632
公开日2006年12月6日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者陈荣欢, 朱祖民 申请人:宝山钢铁股份有限公司