[发明专利]板坯连铸含钒、铌、钛的高强度钢专用结晶器保护渣及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种板坯连铸含钒(V)、铌(Nb)、钛(Ti)的高强度钢专用结晶器保护渣及其生产工艺。

背景技术

目前国内高档次的品种钢材大部分仍依赖进口，其中含V、Ni、Ti的高强度钢是其中之一。主要原因在于国内炼钢、连铸水平以及相应配套附材质量等还达不到相应要求。在配套的附材当中，保护渣是其中的关键材料之一。

钢中引入V、Nb、Ti的主要目的是细化晶粒，增加钢的强度，优化钢的性能，但随之而产生的困难是连铸难度增大，原因是铸坯的脆性区间变宽，如果工艺控制稍有不当，便伴随着大量的裂纹缺陷产生，尤以微裂纹缺陷最为突出，主要原因是微裂纹在铸坯上难以发现，往往在轧制后造成大量钢板抱废，对企业损失很大。

所以要想成功浇铸含V、Nb、Ti的高强度钢，必须采取两条路，一是提高拉速，确保高坯面温度出钢，避开脆性区间，但不足是高拉速对连铸过程的综合要求高，搞不好易出现粘结性漏钢，所以只有连铸机装备水平和操作水平相当高的厂家采用；另一个是采是弱传热制度，确保出结晶器的坯面温度较高，在矫直过程避开脆性区间。但这两条路对保护渣都有相同的要求，第一传热性能要适当，二是吸附夹杂能力要强，以确保渣子性能稳定。

在保护渣方面，目前的现状是：

1、进口渣不能有效结合国内操作现场的具体实际情况，适应性方面较差，用进口渣浇铸该类钢种时，仍存在着裂纹缺陷明显较多的问题；

2、国内大部分钢厂没有充分认识到保护渣的重要性，该类钢种浇铸时通常采用常规同碳量钢用的保护渣进行浇铸，没有采用专用渣；

3、部分国产保护渣虽针对该类钢种特性进行设计，但主要通过析晶特性的差别来调整保护渣的传热特性，保护渣的析晶特性对铸坯的传热起着一定的作用，但结晶受结晶器状况的差别甚大，再加上通过结晶器壁的传热属于一非稳态过程，所以仅仅依据调整结晶性能的差别来解决该类问题在实际应用难以达到应有的效果。如公开号为CN1911560A的专利中运用的调整结晶的方法，从理论上有一定的道理，但在实际运用中发现，仅通过析晶特性的差别造成的效果不很明显。

4、国产渣由于采用的工艺不完善，渣子性能波动大，所以造成使用过程不稳定，易造成裂纹类缺陷产生等等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提出一种专用结晶器保护渣及其生产工艺，从保护渣技术方面和生产工艺两个方面拿出有效解决方案，从根本上解决目前国内钢厂在浇注该类钢种时保护渣不能满足需要的矛盾，从而真正达到满足品种要求，降低微裂纹发生率，同时达到连铸工艺顺行要求的目的。

本发明的板坯连铸含钒(V)、铌(Nb)、钛(Ti)的高强度钢专用结晶器保护渣是由基料(预熔料)、助熔剂材料、调碱度材料和碳质材料组成的，它们的重量百分比分别为：预熔料78-85，助熔剂材料5-12、调碱度材料5-10，碳质材料2-6；其中助熔剂材料包括有Li₂CO₃、MgCO₃、MnCO₃和NaF，所述Li₂CO₃、MgCO₃、MnCO₃和NaF在保护渣中的重量百分比分别为2.1-8％，1.3-4.8％，1.5-8.5％，2.0-7.0％。

本发明采取的生产工艺包括两大部分：

1)、预熔料生产工艺：

将各种合格原料(硅灰石∶萤石∶石灰石∶石英∶玻璃块比例为4∶1∶2∶1∶2)破碎至规定粒度，然后各种原材料分别大堆混匀，进行计量配料，按500kg每作入炉预熔，出炉后立即进行水淬，风干或烘干后，再倒大堆分层平铺，平铺直取磨料至300目全通过，然后气化入预熔料仓。

2)、含钒、铌、钛专用保护渣生产工艺：

将合格的基料(预熔料)、助熔剂材料、调碱度材料和碳质材料气化入料仓，然后依据该钢种保护渣的具体配比，按6T每作进行微机配料，再入搅拌机搅拌，取半成品检测，待合格后，入球磨机干磨，入水磨机磨细并造浆，提料喷雾造料，产品检测，合格品包装入库。

本发明的试验品选择在邯郸和首钢等钢厂进行试验，首先在邯郸试验，经试用，效果如下：

1、和进口渣相比，没有一次粘结漏钢，其生产工艺的顺利性远远超过了进口渣；

2、整个生产过程的产品合格率(主指因没有裂纹特别是微裂纹和夹杂等缺陷)与国产渣和进口渣相比，分别是：本发明试品：97.9％；国产渣：88.6％；德国：96.5％；