宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，它包括熔化料、吉林硅灰石、碳酸钠、萤石、冰晶石、碳酸锂、碳黑、氟化钠、二氧化锰、水泥熟料、铝矾土粉、碳酸钡，其重量百分含量分别为22.0％、29.5％、9.0％、9.0％、3.0％、1.0％、3.0％、5.0％、4.0％、6.0％、3.5％、5.0％，功能保护材料在结晶器内铺展性、保温性、熔化性能好，结晶器内四个面传热量稳定和均匀，液渣层厚度为8～12mm，渣条少，功能保护材料润滑性好，防止粘结性漏钢，铸坯表面无纵裂现象，铸坯表面质量好。
【专利说明】宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料
【技术领域】
[0001]本发明属炼钢用冶金辅助材料，特别涉及一种宽厚船板钢专用连铸结晶器功能保护材料。
【背景技术】
[0002]宽厚板船板钢主要针对船舶工业，中国造船业起始于20世纪70年代，经过40年的发展，中国船舶工业成功实现了由军转民的战略大转移，积极吸收国际先进技术，目前中国已经成为世界上继日、韩之后的第三大造船国。造船用板是舞钢宽厚板系列新产品中的重点产品，舞钢生产的船板钢品种有A、B、D、E 一般强度级船板，以及高强度船板的生产企业。舞钢二炼钢2#机浇铸断面为(300~330)mmX (1800~2400)mm，从保证炉机匹配和产量要求出发，要求该铸机工作拉速最高为0.9m/min,—般拉速为0.6~0.8m/min之间。随着断面的增大和拉速的提高。为了获得满意的产品质量，因此对功能保护材料性能的要求也非常的严格，功能保护材料在确保润滑，改善减缓传热，吸附钢水中的夹杂物，确保铸坯质量。必须保证做到以下几点:
[0003]I)稳定的液渣层厚度，液渣层厚度的大小，会影响铸坯表面产生裂纹等缺陷。
[0004]2)避免渣圈生成，渣圈多了影响渣膜导入的均匀性，还会把液渣向下流动的通道堵死，影响坯子均匀散热，表面容易出现纵裂。
[0005]3)良好的铺展性和透气性，使渣子在结晶器内能够很快的形成三层结构，来保证渣膜的流入的均匀性。
[0006]4)合适的渣耗量，充分填充坯子与结晶器之间的缝隙，并达到理想的渣膜厚度，来缓慢坯子与结晶器之间的对 流传热。
[0007]5)较低的熔渣粘度，由于船板钢的收缩特性，导致坯子在凝固收缩的过程中，与结晶器之间形成的气隙，比一般的包晶钢形成的气隙要大。相应热传递也就快，这样必须通过液渣膜均匀的流入缝隙之间，形成良好的隔热带，来影响坯子缓慢传热，避免过快导热，出现纵裂。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提出一种新型的宽厚板船板钢专用功能保护材料，解决铸坯表面纵裂现象，特研制的一种宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料。
[0009]一种宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，包括熔化料、吉林硅灰石、碳酸钠、萤石、冰晶石、碳酸锂、碳黑、氟化钠、二氧化锰、水泥熟料、铝矾土粉、碳酸钡，其重量百分含量分别为 22.0%、29.5%、9.0%、9.0%、3.0%、1.0%、3.0%、5.0%、4.0%、6.0%、3.5%、5.0%，所述熔化料的成份及重量百分比组成为:Si0242~45%、Ca0 36~39%、Mg01.5 ~3.5%, Fe2O3 不大于 1%、A12034 ~6%、Na2O 5 ~7%、1~2 ~4%。
[0010]所述的功能保护材料中，Li2O重量百分含量为0.2~0.6%, MgO重量百分含量为
1.0 ~3.0%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1.0 ~1.2，其余为 Si02、Ca0、Al203、Na20、F_、k20、Mn0、C，其百分含量为 Si022 5.0 ?32.0 %，CaO 28.0 ?35.0 %，Α12033.0 ?7.0 %、Na2O 7.5 ?11.5%、F_6.0 ?8.0%,k20 < 1.5%,MnO 2.0 ?3.0%,C 2.5 ?4.5%。
[0011 ] 所述的功能保护材料中，Li2O重量百分含量为0.4%，MgO重量百分含量为2.0%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1.11，其余为 Si02、CaO、A1203、Na2O, F_、k20、MnO, C，其百分含量为 Si0228.5%，CaO 31.5%, Al2035.0%, Na2O 9.5%, FT.0%, k20 0.7%, MnO 2.5%, C3.5%。
[0012]下面对本发明作进一步详述:
[0013]宽厚板船板钢中合金含量较高，在连铸生产时易出现纵裂纹和粘结、漏钢等问题，因此所用功能保护材料的重点在于润滑。
[0014]功能保护材料化学成份设计。首先要求功能保护材料的二元碱度(Ca0/Si02)不能太高，一般要控制在1.0?1.2之间，以保证结晶器内渣膜形成一定比例的玻璃态，良好传热的同时改善坯壳与结晶器之间的润滑，本发明控制功能保护材料的二元碱度在1.0?
1.2范围内。其次，采用多种熔剂的方法调节功能保护材料熔点和粘度其中Mn0、Ba0和Li2O是一个重要熔剂，对改善功能保护材料的润滑性能以及延缓传热的作用非常显著。本发明中MnO含量2.0?3.0%能改善传热，减缓铸坯产生纵裂，使功能保护材料的性能更加稳定；本发明中Li2O是一种强的助熔剂，Li2O的微量加入(0.2?0.6% )对功能保护材料的玻璃化程度有很大改善，可以使析晶率降低，能获得低熔点、低粘度、玻璃性好的功能保护材料；作为常规功能保护材料熔剂重要成分的Na2O在本发明功能保护材料中的作用除了降低熔点和粘度外，还可使它具有熔渣结晶的倾向，加入量过高，熔渣中易析出霞石等高熔点物，因此本发明中Na2O的含量控制为7.5?11.5% ;功能保护材料中F_的主要作用是降低渣粘度，改善液渣流动性，但在本发明要特别注意控制功能保护材料中F—含量，若渣中的CaF2含量过高会引起枪晶石等高熔点物析出，破坏熔渣的玻璃性，使润滑条件恶化，另外F离子含量过高还会对浸入式水口造成严重侵蚀，使水口流场改变，造成液面波动大，因此F-的含量为6.0?8.0% ;最后，就是要求功能保护材料快速熔化，形成足够的液渣层和保证一定的渣耗量。要求配碳量不能太高，但也不能过低，否则形成的液渣层和烧结层太厚，使得结渣条严重，阻碍功能保护材料的均匀流入。因此，配碳种类选用比表面积大和燃烧速度快的炭黑。本发明功能保护材料中C含量控制范围为2.5?4.5%。
[0015]功能保护材料物理性能确定。本发明要求功能保护材料具有较低的熔点、粘度和较快的融化速度。具体设置要求为:熔点(半球点温度)为1060-1100°C;1300°C的粘度为
0.090 ?0.1OPa.S。
[0016]功能保护材料的性能取决于制渣基料的选择，常规的机混渣主要采用多种生料混合而成。本研究选择用硅灰石为功能保护材料配渣基料，该料含有的常规成份为:Si02、Ca0、Mg0、Al203，与常规的预熔料相比不含Na20、F_，有效地控制了渣中Na20、F_含量，获得具有适宜的玻璃性和结晶性能渣膜，保证铸坯与结晶器之间的润滑，使熔渣性能的稳定性得到了提高，明显增加了使用效果的稳定性。
[0017]生产工艺和质量控制标准。功能保护材料成品的理化性能稳定性和所使用生产工艺和控制标准时直接相关的。为了适应宽厚板船板钢功能保护材料的高质量要求，本发明功能保护材料采用了如下质量控制标准:1)每种原料粒度要求必须通过-320目；2)制浆浓度为58?62% ；3)均匀混料，加入粘结剂、水，磨浆时间为I小时，中空粒度为+80 >95%。
[0018]采用上述研究结果生产的该功能保护材料，在舞钢2#机宽厚板连铸机上浇注船板钢，拉速在0.6-0.8m/min.时的渣耗量为0.55kg/T钢、钢水表面液渣层厚度10~12mm。经现场试验结果表明，该功能保护材料使用时，在结晶器内铺展性、保温性和熔化性能表现良好；结晶器内传热量稳定和均匀，满足波动范围内的拉速要求；试验渣渣条小、改善了流入不均现象，功能保护材料润滑性好，防止了粘结性漏钢。铸坯表面没有裂纹、夹渣和粘渣现象,铸坯表面质量好。
【具体实施方式】
[0019]实施例一
[0020]一种宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，包括熔化料、吉林硅灰石、碳酸钠、萤石、冰晶石、碳酸锂、碳黑、氟化钠、二氧化锰、水泥熟料、铝矾土粉、碳酸钡，其重量百分含量分别为 22.0%、29.5%、9.0%、9.0%、3.0%、1.0%、3.0%、5.0%、4.0%、6.0%、3.5%、5.0%，所述熔化料的成份及重量百分比组成为:Si0242~45%、Ca0 36~39%、Mg01.5 ~3.5%, Fe2O3 不大于 1%、A12034 ~6%、Na2O 5 ~7%、F-2 ~4%。
[0021]所述的功能保护材料中，Li2O重量百分含量为0.2 %，MgO重量百分含量为3.0%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1.12，其余为 Si02、CaO、A1203、Na2O, F_、k20、MnO, C，其百分含量为 Si0226.0%，CaO 29.0%, Al2036.5%, Na2O 8.5%、F-6.2%、k20 1.3%, MnO 3.0%, C2.6%。
[0022]实施例二
[0023]一种宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，包括熔化料、吉林硅灰石、碳酸钠、萤石、冰晶石、碳酸锂、碳黑、氟化钠、二氧化锰、水泥熟料、铝矾土粉、碳酸钡，其重量百分含量分别为 22.0%、29.5%、9.0%、9.0%、3.0%、1.0%、3.0%、5.0%、4.0%、6.0%、3.5%、5.0%，所述熔化料的成份及重量百分比组成为:Si0242~45%、Ca0 36~39%、Mg01.5 ~3.5%, Fe2O3 不大于 1%、A12034 ~6%、Na2O 5 ~7%、F-2 ~4%。
[0024]所述的功能保护材料中，Li2O重量百分含量为0.2~0.6%, MgO重量百分含量为
1.0 ~3.0%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1.11，其余为 Si02、CaO、Al2O3'Na20、F' k20、MnO、C，其百分含量为 Si0231.0%，CaO 33.0%, Al2036.0%,Na20 10.5%、F-7.7%、k20 0.4%,MnO
2.2%,C 4.2%。
[0025]实施例三
[0026]一种宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，包括熔化料、吉林硅灰石、碳酸钠、萤石、冰晶石、碳酸锂、碳黑、氟化钠、二氧化锰、水泥熟料、铝矾土粉、碳酸钡，其重量百分含量分别为 22.0%、29.5%、9.0%、9.0%、3.0%、1.0%、3.0%、5.0%、4.0%、6.0%、3.5%、5.0%，所述熔化料的成份及重量百分比组成为:Si0242~45%、Ca0 36~39%、Mg01.5 ~3.5%, Fe2O3 不大于 1%、A12034 ~6%、Na2O 5 ~7%、F-2 ~4%。
[0027]所述的功能保护材料中，Li2O重量百分含量为0.4%，MgO重量百分含量为2.0%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1.11，其余为 Si02、CaO、A1203、Na2O, F_、k20、MnO、C，其百分含量为 Si0228.5%，CaO 31.5%, Al2035.0%, Na2O 9.5%, FT.0%, k20 0.7%, MnO 2.5%, C3.5%。
【权利要求】
1.一种宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，其特征在于:其原料包括熔化料、吉林硅灰石、碳酸钠、萤石、冰晶石、碳酸锂、碳黑、氟化钠、二氧化锰、水泥熟料、铝矾土粉、碳酸钡，其重量百分含量分别为22.0%、29.5%、9.0%、9.0%、3.0%、1.0%、3.0%、5.0%A.0 %、6.0 %、3.5%,5.0 %，所述熔化料的成份及重量百分比组成为:Si0242~45%, CaO 36 ~39%, MgO 1.5 ~3.5%、Fe2O3 不大于 1%> Al2034 ~6%, Na2O 5 ~7%、gamma2 ~4%。
2.如权利要求1所述的宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，其特征在于:所述的功能保护材料中，Li2O重量百分含量为0.2~0.6%，MgO重量百分含量为1.0~3.0%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1.0 ~1.2，其余为 Si02、Ca0、Al203、Na20、r、k20、Mn0、C，其百分含量为 Si022 5.0 ~32.0%,Ca0 28.0 ~35.0%,A12033.0 ~7.0 %'Na2O 7.5 ~11.5%、gamma6.0 ~8.0%,k20 < 1.5%, MnO 2.0 ~3.0%、C 2.5 ~4.5%。
3.如权利要求2所述的宽厚板船板钢专用连铸结晶器功能保护材料，其特征在于:所述的功能保护材料中，Li2O重量百分含量为0.4%，MgO重量百分含量为2.0%，二元碱度(Ca0/Si02)为 1.11，其余为 Si02、Ca0、Al203、Na20、r、k20、Mn0、C，其百分含量为 Si0228.5%,CaO 31.5%, Al203 5.0%,Na20 9.5%、gamma7.0%、k20 0.7%,MnO 2.5%, C 3.5%。
【文档编号】B22D11/07GK103785802SQ201010247669
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2010年8月9日 优先权日:2010年8月9日
【发明者】李书成, 李伟锋, 李春雨 申请人:河南省西保冶材集团有限公司