27SiMn系列钢种及其制备方法和保护渣与流程

本发明涉及碳钢连铸保护渣，具体而言，涉及27simn系列钢种及其制备方法和保护渣。

背景技术：

1、连铸结晶器内钢液凝固成型过程中，需要配加一定质量的保护渣，保证连铸顺行。连铸结晶器用保护渣的粒度一般为0.1～1mm，是一种以粉煤灰作为基料，混入人工合成渣(cao-sio2-al2o3)和纯物质(na2o和caf2等熔剂)，碳质材料为骨架的一种硅酸盐材料，其一般为黑色的颗粒状物质。其分布在连铸结晶器内高温钢水的表面，在连铸过程中具有重要作用，是控制最终连铸铸坯质量好坏的关键环节。

2、具体地，保护渣分布在高温钢水表面后，会形成三层保护渣结构。从靠近高温钢液一侧向外，依次为液渣层，烧结层和粉渣层。随着连铸过程的进行，结晶器的振荡作用导致液渣层不断运动，靠近铜板一侧，形成具有较好润滑作用和保温作用的液态渣膜。由于连铸的进行，液态渣膜随铸坯不断被带出连铸结晶器内，导致液渣层不断被消耗而变薄，此时烧结层温度升高，并逐步转变为液渣层，维持液渣层一定的厚度，最外层的粉渣层则逐步向烧结层转化，通过外加保护渣，补充内部消耗的保护渣，从而形成相对稳定的保护渣层状结构，稳定连铸工艺，保证连铸过程顺行，同时提高铸坯的表面和皮下质量。连铸过程保护渣的主要功能和作用如下所示：

3、1)绝热保温→粉渣层厚度、容重及碳含量→防止结晶器内钢液面结壳和弯月面处温度过低，造成铸坯表面和皮下夹杂。

4、2)防止钢液二次氧化→保护渣液层→防止钢液吸气、氧化。

5、3)吸收上浮夹杂物→保护渣碱度及成分→防止铸坯表面和皮下大量夹杂。

6、4)润滑作用→保护渣渣膜的液相区和液相渣膜的性能→保证铸坯与结晶器充分润滑，防止粘结、裂纹等铸坯质量问题及漏钢事故的发生。

7、5)控制传热→固态和液相渣膜的厚度、结晶率及传热和吸收系数、热膨胀系数→铸坯表面质量。

8、连铸过程中，保护渣起到润滑和控制传热的作用，对铸坯的表面凹陷和纵裂有明显的影响，因此需要控制一定的液渣层厚度和渣膜厚度的均匀性，达到初生坯壳均匀生长的目的。

9、然而，在连铸过程中使用通用的中碳保护渣，普遍反映出保护渣吨钢消耗量不足，只有0.23kg/t左右，对27simn系列钢种浇铸过程进行液渣层测量，首炉浇注过程中，开浇时液渣层的厚度为7-8mm，浇注1h后，液渣层厚度明显减薄，仅为5-6mm，结晶器内保护渣的消耗量随着浇注时间的延长而减少，液渣层厚度逐渐降低。可见，现有的中碳保护渣消耗不足，液渣层也不能稳定，对铸坯质量影响大，限制了27simn系列高拉速高产能的方向。

10、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供27simn系列钢种及其制备方法和保护渣。本发明实施例提供的保护渣增加了保护渣的消耗和渣膜的稳定性，稳定了连铸过程中结晶器液渣层厚度和渣耗，改善了圆坯表面质量，并显著提高了圆坯拉速。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣，其化学成分重量百分比如下：sio2 25.7-30.7％；cao 27.7％-32.7％；al2o3 3.0-6.0％；fe2o3≤2.5％；mgo 4.0-6.4％；r2o 6.8-9.8％；f-2.0-4.0％；c全12.0-16.0％,其余量微量元素。

4、在可选的实施方式中，其化学成分重量百分比如下：sio2 29.5％；cao31.2％；al2o3 4.2％；fe2o3 1.6％；mgo 5.7％；r2o 8.9％；f-3.0％；c全15.0％,其余量微量元素。

5、在可选的实施方式中，所述保护渣的碱度为0.092-1.08；优选为1.0。

6、在可选的实施方式中，所述保护渣的熔点为1110-1160℃，优选为1135℃。

7、在可选的实施方式中，所述保护渣的粘度为0.38-0.48；优选为0.43。

8、在可选的实施方式中，f-以naf和caf2的形式存在。

9、第二方面，本发明提供一种前述实施方式所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣的制备方法，包括：按照配比将形成保护渣的原料混合磨浆，而后过筛、喷雾造粒和干燥。

10、第三方面，本发明提供一种27simn系列钢种的制备方法，其包括：浇铸过程添加前述实施方式任一项所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣。

11、第四方面，本发明提供一种27simn系列钢种，其通过前述实施方式所述的一种27simn系列钢种的制备方法制备得到。

12、在可选的实施方式中，所述27simn系列钢种包括φ150的小圆坯。

13、本发明具有以下有益效果：本实施例通过选择特定的化学成分并对其进行成分含量限定，降低保护渣的粘度和碳含量，提高了保护渣的熔化速度，以及增加了保护渣的消耗和渣膜的稳定性，稳定了连铸过程中结晶器液渣层厚度和渣耗，改善了圆坯表面质量，并显著提高了圆坯拉速。

技术特征：

1.一种用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣，其特征在于，其化学成分重量百分比如下：sio2 25.7-30.7％；cao 27.7％-32.7％；al2o33.0-6.0％；fe2o3≤2.5％；mgo4.0-6.4％；r2o 6.8-9.8％；f-2.0-4.0％；c全12.0-16.0％,其余量微量元素。

2.根据权利要求1所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣，其特征在于，其化学成分重量百分比如下：sio2 29.5％；cao 31.2％；al2o3 4.2％；fe2o3 1.6％；mgo5.7％；r2o 8.9％；f-3.0％；c全15.0％，其余量微量元素。

3.根据权利要求1所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣，其特征在于，所述保护渣的碱度为0.092-1.08；优选为1.0。

4.根据权利要求1所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣，其特征在于，所述保护渣的熔点为1110-1160℃，优选为1135℃。

5.根据权利要求1所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣，其特征在于，所述保护渣的粘度为0.38-0.48；优选为0.43。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣，其特征在于，f-以naf和caf2的形式存在。

7.一种权利要求1所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣的制备方法，其特征在于，包括：按照配比将形成保护渣的原料混合磨浆，而后过筛、喷雾造粒和干燥。

8.一种27simn系列钢种的制备方法，其特征在于，其包括：浇铸过程添加权利要求1-6任一项所述的用于φ150生产27simn系列钢种高拉速的保护渣。

9.一种27simn系列钢种，其特征在于，其通过权利要求8所述的一种27simn系列钢种的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的27simn系列钢种，其特征在于，所述27simn系列钢种包括φ150的小圆坯；

技术总结
本发明涉及碳钢连铸保护渣技术领域，具体而言，涉及27SiMn系列钢种及其制备方法和保护渣。用于Φ150生产27SiMn系列钢种高拉速的保护渣的化学成分重量百分比如下：SiO<subgt;2</subgt; 25.7‑30.7％；CaO 27.7％‑32.7％；Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt; 3.0‑6.0％；Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;≤2.5％；MgO 4.0‑6.4％；R<subgt;2</subgt;O 6.8‑9.8％；F<supgt;‑</supgt;2.0‑4.0％；C<subgt;全</subgt; 12.0‑16.0％；其余量为微量元素。其降低保护渣的粘度和碳含量，提高了保护渣的熔化速度，以及增加了保护渣的消耗和渣膜的稳定性，稳定了连铸过程中结晶器液渣层厚度和渣耗，改善了圆坯表面质量，并显著提高了圆坯拉速。

技术研发人员：李波毅,罗会,方炜,李学明,李小丽,郭文波,陈斌,朱磊,黄勇,万阳,廖桑桑,操瑞宏,严敏,黄凯,彭丹,肖年根,袁志琳,夏华刚,钟华,雷志刚,袁传泉,林挺,阮晓强
受保护的技术使用者：新余钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31