[发明专利]一种结晶器保护渣及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结晶器保护渣及其制备方法，具体讲是一种中碳钢宽板坯含锰结晶器保护渣及其制备方法。

背景技术

随着我国钢铁产能的不断施放，入炉原料价格的上涨，中厚板在钢铁行业的竞争也不断加剧，但作为终端汽车、家电用户的宽幅大断面铸坯在国内生产厂家还较少，其成品也具有一定的竞争优势。因此开发生产适宜市场要求的高附加值宽幅钢材是国内各大钢铁公司的战略抉择。但生产宽幅铸坯(宽度大于1500mm)的钢种大部分为中碳钢，目前在我国连铸生产品种所占比例较高，中碳钢的[C]含量多在0.09～0.25％，其多属于包晶钢，由于其特性的凝固特性，铸坯表面易产生纵裂纹、星状裂纹等典型缺陷，影响热冷轧外观质量及使用性能。对于[C]含量多在0.09～0.16％的钢中，尤其是宽幅铸坯，凝固过程中发生包晶反应，结晶器弯月面以下50mm区域初生坯壳收缩大，晶粒粗大，初生坯壳不均匀，易产生裂纹，因此要求中碳钢宽板结晶器保护渣具有较低的传热能力，良好的润滑效果，较高的碱度。

发明内容

为了克服现有中碳钢宽板坯含锰结晶器保护渣使用性能上的不足，本发明提供一种导热系数小，润滑性能好，提高板铸坯表面质量的中碳钢宽板坯含锰结晶器保护渣。同时提供一种结晶器保护渣的制备方法。

机理说明：

由于在保护渣的设计和配制时，针对中碳钢的凝固特性尽量提高保护渣的碱度，减少结晶器能保护渣的恶化状况，避免保护渣结壳，降低恶化铸坯质量的现象。要求在确保润滑性的前面提下，采取“弱冷”制度，使保护渣低粘度、高碱性、高玻璃态，传热均匀，确保液渣层厚度适中(L＝8～12mm)，且具有一定的均匀稳定性；合适的吨钢消耗。但当传统保护渣碱度低CaO/SiO₂＜1.20时，800℃时保护渣导热系数＞0.247W/m.k，引起表面裂纹；当保护渣碱度高CaO/SiO₂＞1.45时，保护渣熔化凝固后全为晶体失去润滑作用，造成连铸生产漏钢事故。而采用上述事例是对中碳钢宽板坯保护渣从应用上进行证实。因为保护渣要适应宽断面铸坯生产，关键在保护渣要有适宜的组成。添加MnO作为改善保护渣性能的一种途径，MnO可在熔渣内形成低熔点的锰橄榄石，降低粘度和熔点，使熔渣在较宽的范围内保持均匀液态。同时协调保护渣结晶与润滑的矛盾，满足该连铸机机型浇铸裂纹敏感性钢种控制传热的要求。经过427炉连续试验，浇钢35000多吨，保护渣在结晶器内液渣层厚度为8～13mm，保护渣单耗为0.53kg/t钢，铸坯合格率99.7％，红送率100％，该型含MnO保护渣完全满足工艺要求。

经过实验，本发明在生产时添加MnO作为改善保护渣性能的一种途径，因为MnO可在熔渣内形成低熔点的锰橄榄石，降低粘度和熔点，使熔渣在较宽的范围内保持均匀液态。同时协调保护渣结晶与润滑的矛盾，满足该连铸机机型浇铸裂纹敏感性钢种控制传热的要求。

本发明的结晶器保护渣的生产设备采用目前国内外通用的预熔空心颗粒连铸结晶器保护渣生产线，其主体设备主要包括：行星式轮碾机、压球机、水冷无衬预熔炉、颚式破碎机、摆磨、搅拌磨、柱塞泵、喷雾造粒干燥塔。制造方法采用通行的预熔空心颗粒结晶器保护渣生产工艺。

本结晶器保护渣主要添加了能改善保护渣传热、润滑、稳定适应性的MnCO₃，本结晶器保护渣的化学成分的质量百分配比为：

其中三氧化二铝、三氧化二铁是由其他原料带进去的，只能尽量减少但不可以为零。

本结晶器保护渣的最佳化学成分质量百分配比为：

渣碱度CaO/SiO₂：1.42，熔点1099℃，熔速28秒，粘度0.140Pa.s，800℃时保护渣导热系数为0.125W/m.k。结晶器内保护渣液渣层厚度为8～13mm，保护渣渣耗为0.53kg/t钢，铸坯合格率99.8％，红送率100％，该型含MnO保护渣完全满足工艺要求。

本结晶器保护渣的制备方法的主要步骤是加工基料、成品保护渣原料混合、加工混合料。

A加工基料的步骤依次如下：

准备原料→配料计量→混合均匀→挤压造球→自然干燥→预熔→基料→破碎→磨粉

准备的原料是

石灰石、石英砂、白云石、水泥熟料、萤石、苏打与膨润土

配料计量是将上述的原料按照下述的质量份配合：

石灰石   26～30  石英砂 22～26   白云石 17～21