专利名称：连铸保护渣的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连铸保护渣，特别涉及连铸厚板坯包晶钢用保护渣。
背景技术：
连铸保护渣是连铸生产最重要的功能材料之一，它具有下列作用(1)在连铸生产时，将连铸保护渣加入到结晶器钢水面上，可以起保温作用；(2)钢水面上的保护渣生成的熔渣能隔绝空气，避免钢水氧化；(3)熔渣吸收和溶解钢水中上浮的夹杂物；(4)熔渣流入结晶器与铸坯之间形成渣膜，起润滑作用；(5)通过改变保护渣的成分性能从而控制渣膜的结晶性，渣膜结晶性的改变将改变渣膜的热阻，从而影响铸坯向结晶器的传热，继而影响铸坯的初始凝固过程。
保护渣的上述五大功能中，前三项是保护渣的必要功能。但是对于后两项功能，即渣膜的传热和润滑作用，在不同的钢种、不同的铸机、不同的连铸工艺参数条件下具有不同的要求，于是便派生出各种类型、各种用途的保护渣。
含碳量0.08％～0.20％的包晶钢，特别是含碳量0.08％～0.16％的亚包晶钢，由于凝固过程的包晶反应，凝固时体积收缩大，凝固过程的组织应力和热应力使连铸板坯易产生纵裂缺陷，铸坯越宽、越厚、拉速越高，纵裂的发生越敏感。这种缺陷是在铸坯的凝固初期形成，並在连铸机二冷段扩展形成的，所以抑制铸坯在结晶器内凝固时形成裂纹源是减少铸坯纵裂的关键，确保铸坯在结晶器内的缓冷却，生成薄而厚度均匀的铸坯，是防止裂纹敏感钢种产生纵裂的重要措施。
要使铸坯在结晶器里得到缓冷，必须增大铸坯与水冷结晶器之间的渣膜的热阻，这就要通过调整保护渣中的CaO/SiO2(碱度)增强渣膜的结晶性，例如特开2000-218348中，保护渣的CaO/SiO2为0.9～1.9，配入一定的CaF2，Na2O，MgO；特开平10-263766中，保护渣的CaO/SiO2为1.05～1.5，再配入一定的TiO2、MgO、Li2O；特开平8-267204中，保护渣的CaO/SiO2为1.2～1.6，配入MgO、Li2O並要求冷却结晶化率在50％以上。通常CaO/SiO2中的CaO是由渣中的总钙(TCa)换算成CaO，只是特开2000-218348是例外，它把CaF2的Ca排除在外，即使这样这些保护渣都属于高碱度范围，它们的特点是高碱度再加上某个成分或某个性能特点。高碱度的目的是实现渣膜的高结晶性、高结晶温度，达到提高渣膜热阻的目的。还有如特开平10-24352在中碳钢保护渣中加入了一种或两种Ⅷ族元素的氧化物如NiO，Co3O4等，及某种极细颗粒的碳、氮化物如Si3N4，，SiC，这些物质具有吸收电磁波的功能，从而减少铸坯的辐射传热。
结晶器与铸坯间渣膜的两大功能为润滑和控制传热，这两大功能常常是矛盾的。例如为了铸坯缓冷却就要提高保护渣的结晶温度和凝固温度，碱度的变化对结晶温度和凝固温度最敏感，提高保护渣碱度，增强保护渣的结晶性，将增大渣膜中固相层与液相层的厚度比，增大渣膜热阻，其负面影响是削弱了渣膜的润滑作用。而保护渣加入某些吸收电磁波的物质，这些物质如溶解于熔渣中则不起作用，如以高熔点质点存在于渣中则要注意对渣膜润滑作用的负面影响。
在浇注中碳钢宽厚板坯时除了要防止铸坯发生纵裂缺陷，还要防止铸坯与结晶器之间的粘结，防止粘结漏钢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连铸保护渣，把碱度的调整和保护渣粘度的调整结合起来，当碱度上升，结晶温度提高时，适当下调保护渣的粘度，减小结晶器与铸坯间的摩擦力，使渣膜的传热功能与润滑功能得以平衡，提高铸坯表面质量。
为达到上述目的，本发明提供一种连铸保护渣，其包含CaO、SiO2、Al2O3和助熔剂；特点是，所述的CaO、SiO2和Al2O3占保护渣总量的55％～85％；所述的CaO、SiO2占保护渣总量的60％～80％；所述的Al2O3占保护渣总量的3％～10％；
所述的连铸保护渣的碱度R是CaO和SiO2的质量比，其取值范围为1～2；所述的连铸保护渣的粘度值η(1300℃，Pa.s)＝(0.225/R-0.07)±0.01；所述的助熔剂占保护渣总量的15％～25％，其包含F，Na2O，K2O和Li2O；该助熔剂用于调整保护渣的粘度值η；所述的助熔剂中，F/(Na2O+K2O+Li2O)≥0.8；如此可使得保护渣的熔渣在析晶时会析出低熔点的枪晶石3CaO2SiO2CaF2，否则，熔渣会析出其他高熔点的矿物，从而影响润滑作用。
本发明提供的连铸保护渣中，所述的粘度值η的取值范围为0.0425-0.155Pa.s(1300℃)。
本发明提供的连铸保护渣中，钢种的裂纹敏感性愈强，拉速愈高，板坯愈厚，碱度的取值愈大；可根据钢种对铸坯在结晶器内的冷却要求设定R值，再根据η＝(0.225/R-0.07)±0.01来确定粘度值η；也可根据连铸机的拉速先确定粘度值η，再通过η＝(0.225/R-0.07)±0.01计算，来修正碱度R值。
本发明提供的连铸保护渣中，所述的碱度R是控制保护渣结晶性的主要手段，同时也是影响保护渣润滑功能的重要因素，本发明把碱度R的调整和保护渣粘度η的调整结合起来；当碱度R上升，结晶温度提高时，适当下调保护渣的粘度η，减小结晶器与铸坯间的摩擦力，使渣膜的传热功能与润滑功能得以平衡，提高铸坯表面质量。
本发明提供的连铸保护渣，适用于浇注宽，厚板坯中碳钢，特别是中碳亚包晶钢。
图1为本发明提供的连铸保护渣的碱度值和粘度值之间的关系图。
具体实施例方式
以下根据图1，说明本发明的一个较佳实施例。
本发明提供一种连铸保护渣，其包含CaO、SiO2、Al2O3和助熔剂；特点是，所述的CaO、SiO2和Al2O3占保护渣总量的55％～85％；所述的CaO、SiO2占保护渣总量的60％～80％；所述的Al2O3占保护渣总量的3％～10％；
所述的连铸保护渣的碱度R是CaO和SiO2的质量比，其取值范围为1～2；所述的连铸保护渣的粘度值η(1300℃，Pa.s)＝(0.225/R-0.07)±0.01，请参见图1，为保护渣的碱度R和粘度值η的关系图；所述的助熔剂占保护渣总量的15％～25％，其包含F，Na2O，K2O和Li2O；该助熔剂用于调整保护渣的粘度值η；所述的助熔剂中，F/(Na2O+K2O+Li2O)≥0.8；如此可使得保护渣的熔渣在析晶时会析出低熔点的枪晶石3CaO2SiO2CaF2，否则，熔渣会析出其他高熔点的矿物，从而影响润滑作用。
本发明提供的连铸保护渣中，所述的粘度值η的取值范围为0.0425-0.155Pa.s(1300℃)。
本发明提供的连铸保护渣中，钢种的裂纹敏感性愈强，拉速愈高，板坯愈厚，碱度的取值愈大；可根据钢种对铸坯在结晶器内的冷却要求设定R值，再根据η＝(0.225/R-0.07)±0.01来确定粘度值η；也可根据连铸机的拉速先确定粘度值η，再通过η＝(0.225/R-0.07)±0.01计算，来修正碱度R值。
本发明提供的连铸保护渣中，所述的碱度R是控制保护渣结晶性的主要手段，同时也是影响保护渣润滑功能的重要因素，本发明把碱度R的调整和保护渣粘度η的调整结合起来；当碱度R上升，结晶温度提高时，适当下调保护渣的粘度η，减小结晶器与铸坯间的摩擦力，使渣膜的传热功能与润滑功能得以平衡，提高铸坯表面质量。
本发明提供的连铸保护渣，常用的生产原料由硅灰石、萤石、碳酸钠、碳酸锂、镁砂、铝钒土等组成，同时上述原料会带入保护渣中的k元素；将上述原料混匀后经预熔、水淬、磨粉后再配入碳黑、石墨、焦碳粉等控制熔化速度的碳素材料，经喷雾造粒后得到颗粒状预熔型连铸保护渣。
以下通过表1，对比根据本发明提供的三个具体实施例保护渣A、保护渣B、保护渣C和原有的保护渣D、保护渣E之间的性能效果
由表1可以看出，本发明的三个实施例保护渣A、B、C的各个性能效果，包括熔化性能，纵裂，结渣，凹坑的数目等都明显好于原来的保护渣A、B，也就是铸坯表面质量相比原来的要好。
本发明提供的连铸保护渣，适用于浇注宽，厚板坯中碳钢，特别是中碳亚包晶钢。
权利要求
1.一种连铸保护渣，其包含CaO、SiO2、Al2O3和助熔剂；特征在于，所述的CaO、SiO2和Al2O3占保护渣总量的55％～85％；所述的CaO、SiO2占保护渣总量的60％～80％；所述的Al2O3占保护渣总量的3％～10％；所述的连铸保护渣的碱度R是CaO和SiO2的质量比，其取值范围为1～2；所述的连铸保护渣的粘度值η(1300℃，Pa.s)＝(0.225/R-0.07)±0.01；所述的助熔剂占保护渣总量的15％～25％，其包含F，Na2O，K2O和Li2O；所述的助熔剂中，F/(Na2O+K2O+Li2O)≥0.8。
2.如权利要求1所述的连铸保护渣，其特征在于，所述的粘度值η在1300℃下的取值范围为0.0425-0.155Pa.s。
3.如权利要求1所述的连铸保护渣，其特征在于，所述的碱度R可根据钢种对铸坯在结晶器内的冷却要求设定，再根据η＝(0.225/R-0.07)±0.01来确定粘度值η。
4.如权利要求1所述的连铸保护渣，其特征在于，所述的粘度值η也可根据连铸机的拉速先确定，再通过η＝(0.225/R-0.07)±0.01计算修正碱度R值。
全文摘要
一种连铸保护渣，其包含CaO、SiO
文档编号B22D11/111GK1939618SQ20051003020
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者朱祖民, 张晨, 蔡得祥, 陈荣欢 申请人:宝山钢铁股份有限公司