[发明专利]大方坯高速重轨钢专用连铸结晶器功能保护材料

说明书

技术领域：

本发明属于冶金辅料技术领域，特别是一种大方坯高速重轨钢专用连铸结晶器功能保护材料。

背景技术：

随着中国铁路建设和运营的快速发展，高速列车成为铁路运营的主要发展方向，高品质高速重轨钢的需求量也随之增加，冶金行业把主要任务投向大力开发高品质钢材列入发展战略的重要内容。高品质钢连铸连铸生产过程中，还必须采取必要措施以保证产品的质量，主要是采用电磁搅拌、凝固末端轻压下等新技术。由于大方坯在轧制过程中断面收缩率大，因此可弥散化中心缺陷，还可以使碳偏析进一步降低。所以大多钢厂生产高品质优特钢倾向于用断面超过250mm的大方坯生产。由于高品质优特钢中加入合金种类增多，造成钢水中夹杂物类型多，而且含量高。因此要求功能保护材料具有较强的吸收夹杂物的能力，而且在功能保护材料吸收夹杂物后，其理化性能仍能满足连铸工艺的要求。所以研制生产与其相适应的大方坯结晶器功能保护材料便成为连铸工作者关心和工作的重点。大方坯高速重轨钢结晶器功能保护材料便是其中之一。

鞍钢电炉连铸机，浇注断面：350x350、280x280。拉速在0.45～0.75m/min.之间，浇铸的钢种：U71、U71Mn，钢水C：0.68～0.73％，Als：0.02～0.05％，由于此碳含量范围钢的凝固收缩率低，因此结晶器和凝固壳之间的液渣流入通道变的更窄，所以重轨钢功能保护材料设计的重点应放在保证润滑上，渣耗量的保证非常关键。该类钢种的特点是热强度差，浇铸温度和浇铸速度较低，同时容易产生粘结漏钢。这与初始生成的坯壳凝固收缩小有关。坯壳强度及液相线温度随着钢水中碳含量的增加而降低，所以浇铸温度比其它钢低一点。为了防止钢水冻结，重轨钢要使用隔热性良好的功能保护材料，体积密度要低。重轨钢属于高强度耐磨钢，对钢成分的均匀性和钢质量的纯净度提出更高的要求。结晶器功能保护材料在确保润滑.吸附溶解钢水上浮氧化铝的冶金功能十分关键。由此，为了实现最佳操作性能和获得满意的产品质量，对功能保护材料提出了更高的要求：1)为了确保充分的消耗量和润滑，采用低碱度、较低粘度和特殊熔剂搭配以达到很低熔点的功能保护材料，以确保足够厚的液渣层；2)减少渣圈生成，渣圈厚时会把液渣向下流动的通道堵死，局部堵塞的时间越长表面纵裂就越严重；3)合适的渣耗量，保护的渣耗量随着液渣粘度.结晶器振动频率.负滑脱率以及拉速的减少而增大；4)合适的熔渣粘度和渣膜厚度，由于大方坯浇铸时的特点：a、钢水静压力大；b、坯壳线收缩大，铸坯热容量大。钢水静压力聚集在坯壳角部形成剪切应力，因此大方坯角部往往最容易纵裂纹、凹陷等缺陷。液渣流入不均匀容易在铜壁和凝壳间产生空隙，从而引发铸坯的不均匀凝固。由于渣膜在整个凝固壳外表面上的分布不可能是均匀的，在渣膜过薄的情况下渣膜厚度的不均匀相对显得突出；5)为确保重轨钢更高的钢水纯净度，功能保护材料需要良好的吸收钢液上浮夹杂物功能，并使液渣物性保持稳定。；6)为了确保保温性能，需要专一的复合配碳方式和选用体积密度。

发明内容：

本发明的目的是提出一种解决重轨钢大方坯表面凹坑.铸中粘结性漏钢、铸坯表面夹渣和粘渣问题的大方坯高速重轨钢专用连铸结晶器功能保护材料。

为实现本发明的目的，所述的大方坯高速重轨钢专用连铸结晶器功能保护材料，其原料包括熔化料、碳酸钡、碳酸钠、萤石、硼玻璃粉、石墨碳、电熔镁砂、进口炭黑、膨润土，其重量百分含量分别为56％、5.0％、11.0％、4.0％、12.0％、2.0％、2.0％、2.0％、4.0％，所述熔化料的成份及重量百分比组成为：SiO₂42～45％、CaO 36～39％、MgO 1.5～3.5％、Fe₂O₃不大于1％、Al₂O₃4～6％、Na₂O 5～7％、F^-2～4％。