一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣及其用途

1.本发明属于钢铁冶金连铸领域，具体涉及一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣及其用途。


背景技术：

2.随着经济快速发展，工业化的进步对钢材的性能和质量提出了进一步要求。其中，由于包晶钢具有良好的热加工性能以及机械加工性能，能够广泛应用于汽车、轮船等制造业中。
3.包晶钢的含碳量在0.08～0.16％范围内，钢坯在凝固过程中由于发生包晶反应：δ+l
→
γ，由于铁素体和奥氏体密度并不相同，转变过程中会有较大的体积收缩，在相变应力以及其他应力的共同作用下，极易在浇注过程中产生以下问题：(1)由于横向传热能力太强，容易产生纵裂纹，影响铸坯表面质量；(2)由于生产需要，在拉速提高条件下，在生产过程中容易出现漏钢事故，影响正常生产。
4.实际中，为了改善这一状况，一种方法是调整冷却水温度以及改善结晶器结构，但此方法成本较高；二是通过改善保护渣的传热性能，使其具有较大的热阻，来改善包晶钢的纵裂情况。这就要求包晶钢具有较高的碱度、熔化温度、凝固温度等，以此来减弱结晶器弯月面的热流，使初生坯壳均匀生长。
5.现在的保护渣为了起到减弱包晶钢纵裂纹的功能，大多采用高碱度高结晶率的渣系，但这种渣系会使保护渣黏度升高，保护渣消耗量降低，难以满足包晶钢板坯生产时高拉速的要去，容易诱发粘结漏钢事故。
6.目前，包晶钢板坯连铸保护渣技术已经取得巨大成就，但促进润滑和控制传热这两项功能依然很难协调。大部分保护渣通过提高碱度以及加入大量氟化物来控制保护渣传热能力。但是高碱度会使保护渣润滑变坏，铸坯和结晶器间摩擦力变大，容易诱发漏钢事故。同时氟离子的大量使用，容易对设备以及人员造成伤害。因此，现在需要一种用于高拉速包晶钢板坯连铸的保护渣，并协调润滑和传热能力，避免诱发漏钢事故的同时，也需要是环境友好保护渣。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣及其用途。该高拉速包晶钢板坯连铸保护渣在保持保护渣高碱度的情况下，增强了保护渣的结晶性能，促进枪晶石等晶体析出，提高了析晶率，控制了保护渣传热能力，改善了包晶钢纵裂纹缺陷；通过添加助熔剂，并使得al2o3+mgo≤5％，有利于减少霞石类高熔点物析出的，降低保护渣的黏度以及熔化温度，改善保护渣润滑效果，减少粘结漏钢的可能。同时加入助熔剂b2o3，降低f
‑1含量，但又不影响保护渣的控制传热能力，达到协调润滑和传热能力的作用，同时渣中不含li2o，有效降低的保护渣的成本。该保护渣产品绿色环保，能够降低诱发漏钢事故风险。
8.本发明的一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣，包括的成分及各个成分的质量百分比为：cao：39～43％，sio2：22～26％，al2o3：2～4％，mgo：1～3％，na2o：8～10％，caf2：8～13％，b2o3：6～9％，c：2～3％；以上所有成分的质量百分比之和为100％，并且al2o3+mgo≤5％；
9.所述的高拉速包晶钢板坯连铸保护渣，其二元碱度(cao/sio2)为1.7～1.8，熔化温度为1003～1178℃，1300℃时，保护渣黏度为0.13～0.15pa
·
s。
10.所述的高拉速包晶钢板坯连铸保护渣中，其析晶率能够达到60～80％。
11.本发明的一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣的用途，用于包晶钢板坯连铸过程中，尤其适用在拉速为1.30～1.40m/min，作为保护渣，渣耗量为0.4～0.6kg/t。
12.所述的包晶钢中，碳的质量百分含量为0.08～0.16％。
13.本发明的一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣及其用途，其有益效果为：
14.本发明碱度(cao/sio2)在1.7
‑
1.8，保护渣的结晶率较高，促进枪晶石等晶体析出，提高了析晶率，保护渣控制传热能力加强；同时提高了na2o含量，并加入b2o3，使保护渣熔点以及黏度降低，同时，保护渣中，al2o3+mgo≤5％，有利于减少霞石类高熔点物析出的，能够进一步降低保护渣的熔化温度；保证了渣耗量；在不影响保护渣结晶的情况下，通过添加b2o3来降低f
‑1含量，保护了减少了保护渣对设备以及人体的伤害。渣中不含li2o，有效降低的保护渣的成本，改善了包晶钢纵裂纹缺陷；同时降低了保护渣黏度及熔点，改善保护渣润滑效果，减少粘结漏钢的可能。同时通过助熔剂的合理搭配，协调了保护渣润滑以及传热能力。在实际生产中，本发明的保护渣性质稳定，可适应的包晶钢板坯生产的最高拉速为1.35m/min。
15.同时，本发明中f以氟化钙形式加入到保护渣中，有利于增加保护渣的综合碱度；
16.本发明中不含mn
2+
，其随着mno的增加，结晶倾向是减小的，mno抑制枪晶石析出，促进硅灰石析出，结晶化率降低，使其控制结晶器横向传热的能力减弱，对本渣系控制传热的能力有一定影响。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
18.实施例1
19.本实施例的高拉速包晶钢板坯连铸保护渣包括的成分及各个成分的质量百分比为：cao：42.8％，sio2：25.2％，al2o3：3％，mgo：2％，na2o：8％，caf2：8％，b2o3：8％，c：3％。其具体理化性质如表1所示。
20.表1
[0021][0022]
所使用保护渣浇注过程中稳定顺行，在结晶器内具有良好的铺展性和流动性，熔化性能良好，稳定性较好，没有液渣发粘现象，渣皮较少，当拉速升至1.3m/min时，渣耗量保持在0.5kg/t，坯壳表面纵裂纹减少，铸坯质量得到提高，其析晶率为79.6％。
[0023]
实施例2
[0024]
本实施例的高拉速包晶钢板坯连铸保护渣包括的成分及各个成分的质量百分比为：cao：40.8％，sio2：23.7％，al2o3：4％，mgo：1％，na2o：9％，caf2：13％，b2o3：6.5％，c：2％。其具体理化性质如表2所示。
[0025]
表2
[0026][0027]
所使用保护渣浇注过程中稳定顺行，在结晶器内具有良好的铺展性和流动性，熔化性能良好，稳定性较好，没有液渣发粘现象，渣皮较少，当拉速升至1.3m/min时，渣耗量保持在0.4kg/l，坯壳表面纵裂纹减少，铸坯质量得到提高，其析晶率为72％。
[0028]
实施例3
[0029]
本实施例的高拉速包晶钢板坯连铸保护渣包括的成分及各个成分的质量百分比为：cao：39.8％，sio2：22.7％，al2o3：4％，mgo：1％，na2o：9.5％，caf2：11.5％，b2o3：9％，c：2.5％。其具体理化性质如表3所示。
[0030]
表3
[0031][0032]
所使用保护渣浇注过程中稳定顺行，在结晶器内具有良好的铺展性和流动性，熔化性能良好，稳定性较好，没有液渣发粘现象，渣皮较少，当拉速升至1.3m/min时，渣耗量保持在0.43kg/t，坯壳表面纵裂纹减少，铸坯质量得到提高，其析晶率为63％。
[0033]
对比例1
[0034]
一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣，同实施例1，不同在于，含有sio2：24.2％，fe2o3为1％，该高拉速包晶钢板坯连铸保护渣中，fe2o3的氧可以通过熔渣间接传递，主要取决于渣中氧化铁的含量，为了防止渣中氧的传递使钢液二次氧化，对钢液不利，因此，高拉速包晶钢板坯连铸保护渣不使用氧化铁这一组分。
[0035]
对比例2
[0036]
一种高拉速包晶钢板坯连铸保护渣，同实施例1，不同在于，含有mno为1％，随着mno的增加，结晶倾向是减小的，mno抑制枪晶石析出，促进硅灰石析出，结晶化率降低，使其控制结晶器横向传热的能力减弱，对本渣系控制传热的能力有一定影响。