[发明专利]30MnSi钢专用连铸结晶器功能保护材料

说明书

技术领域

本发明属炼钢用冶金辅料，特别涉及一种建筑用30MnSi钢专用连铸结晶器功能保护材料。

背景技术

30MnSi钢主要用于生产预应力混凝土用钢棒，具有高强韧性、低松驰性、良好的可焊性、墩锻性、节省材料等特点，与混凝土握裹力强，广泛应用于高强度预应力混凝土离心管桩、高架桥墩、铁路轨枕等应力构件中，其市场前景广阔。

目前，快速发展的高效连铸技术已日臻成熟，冶金行业已把大力开发高品质钢材列为发展战略的主要内容之一。高品质钢材的连铸生产还必须采取一系列有效的措施以保证产品的质量，譬如采用连铸新技术、新工艺，二冷段采用电磁搅拌、轻压下、计算机自动控制新技术等等，以此来减少铸坯质量，不断提高连铸生产效率。而30MnSi这一钢种对质量要求比较严格，尤其对钢的纯净度以及表面质量要求非常苛刻，因此对应的保护渣的设计必须具备较强的吸附夹杂能力、较强的稳定性、润滑性能，以满足高拉速、高质量无缺陷铸坯的需要，针对这些问题，我们开发了该钢种专用连铸结晶器保护渣。

张家港润忠炼钢厂生产30MnSi钢，浇注断面：140mm×140mm，150mm×150mm，结合炉机匹配情况和产量要求，该铸机一般拉速控制在3.4m/min左右。由于该钢种成分中合金元素含量比较高，同时要求表面质量好，不得有影响其使用性能的各类缺陷，所以对保护渣提出了更高的要求：1)、良好的吸附夹杂物功能，及稳定的熔融特性和控热能力，由于该钢中易氧化元素多，保护渣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；2)、适宜的液渣层厚度，液渣层过厚或过薄，铸坯表面都会产生裂纹等缺陷，优以厚度不足为甚，裂纹数量随液渣层的减薄而剧增；3)、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；4)、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；5)、合适的熔渣粘度和渣膜厚度，适宜的粘度才能保护合适的液渣供给，从而保证液渣的均匀流入，获得分布均匀的渣膜，保证铸坯的均匀凝固，降低摩擦力并使结晶器散热均匀化，防止裂纹的产生及粘结漏钢。总之，该保护渣技术的核心就是快速成渣，以保证对铸坯充足的润滑；同时必须使结晶器保护渣液态渣膜具有良好的填充性和缓冷性，防止铸坯的不均匀凝固，从而保证高拉速生产条件下获得高质量的铸坯。

发明内容

为实现本发明的目的，所述的30MnSi钢专用连铸结晶器功能保护材料，其原料包括碳黑、石墨、膨润土、萤石、石英、氟化钠、铁泥、白碱、镁砂、硅灰石、水渣，其重量百分含量分别为3％、9％、4.5％、11％、7.5％、2％、2％、7％、1％、17％、34％。

所述功能保护材料中MgO重量百分含量为2.0～5.0％，Fe₂O₃重量百分含量为1.0～3.0％，二元碱度(CaO/SiO₂)为0.87～0.93，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^-、k₂O，其重量百分含量为SiO₂31.5～35.5％，CaO 28.2～32.2％，Al₂O₃2.8～4.8％、Na₂O 5～7％、F^-5～7％、k₂O＜1.0％。

下面对本发明作进一步详述：

30MnSi属中碳钢，且钢中合金含量较高，在高拉速连铸生产时易出现纵裂纹、粘结、漏钢等问题，因此所用保护渣的重点也是在于润滑；此外钢中夹杂较多要求保护渣吸收能力要好，防止铸坯表面夹渣和粘渣，同时必须防止振痕过深引发横裂纹。