[发明专利]H型钢连铸用中碳钢保护渣

说明书

技术领域

本发明涉及H型钢连铸用中碳钢保护渣，属炼钢连铸技术领域。具体涉及一种H型钢连铸用中碳钢保护渣及其制备方法 

背景技术

在钢水连续浇注过程中，保护渣添加在结晶器内的钢水表面上，其作用可概括为五点：1)裸露的钢液绝热保温；2)防止钢水二次氧化；3)吸收上浮到钢水表面的夹杂；4)在结晶器壁和坯壳间填充液态渣膜，起到润滑作用；5)控制铸坯向结晶器的传热。上述保护渣的五大作用中，在结晶器与坯壳之间的润滑和控制传热尤为重要。润滑作用由保护渣玻璃化性能决定，控制传热由结晶性能决定。然而，二者是矛盾的，润滑性能好的保护渣结晶性能较差，而结晶性能好的保护渣，控制传热能力强，润滑效果差。润滑和控制传热比较，润滑作用更为重要，只有在保证浇铸顺行的前提下，控制传热，防止裂纹的产生。 

对于大规格H型钢异型坯，在结晶器与坯壳之间的润滑和控制传热尤为重要。特别是由于其结晶器形状的限制，对保护渣的性能要求更高，避免结晶器内保护渣渣膜厚度不均导致铸坯冷却不均产生裂纹。因此，为了获得满意的产品质量，H型钢连铸结晶器保护渣必须满足如下要求：1)适当的熔化速度，能够及时补充液渣的消耗；2)高的液渣流入能力，获得较大的渣耗量和均匀分布的渣膜，以满足结晶器润滑的要求；3)结晶器与铸坯间渣膜均匀，使铸坯传热均匀，防止裂纹的产生；4)对于裂纹敏感性钢种，渣膜应具有较高的热阻，防止热流过大，造成应力集中；5)稳定合理的熔融结构，不会由于拉速的较大波动影响熔渣层厚度。 

在生产中，H型钢主要浇注的钢种有Q235B，其化学成分如下表1： 

表1 Q235B化学成分范围/％ 

由该钢种的成分可见，该钢种为中碳钢，结构处于包晶区附近，具有强的裂纹敏感性，凝固时δ→γ相变伴随有0.38％的体积收缩，容易造成凝固坯壳和结晶器壁间的气隙厚度不均匀，进而影响传热的均匀性，产生较强的热应力，使铸坯表面产生纵裂。这就需要限制结晶器的热通量，要求保护渣具有较大热阻，实现结晶器的“弱冷却”。因此，根据该钢种的凝固特征并结合H型钢连铸异型多断面的特点，保护渣应设计成具有较高的碱度、较低的熔化温度和粘度、适当的熔化速度的特点，不能机械地照搬基本工艺条件下的保护渣技术指标。目前H型钢中碳钢坯连铸机生产现状是：尚未找到H型钢连铸工艺下行之有效的保护渣技术解决方案，致使H型钢连铸机因保护渣不匹配而发生事故较多，铸坯表面质量难以控制。 

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种H型钢连铸用中碳钢保护渣，该保护渣理化性能好，熔点低，粘度低，熔速适当，润滑性能好，能控制结晶器传热能力，能适应H型钢连铸Q235B钢种的工艺要求，减少或避免坯壳与结晶器的粘结，结晶器与铸坯间渣膜均匀，使铸坯传热均匀，防止裂纹的产生减少铸坯表面裂纹，提高产品质量。 

本发明的技术方案与技术特征为： 

本发明为一种H型钢连铸用中碳钢保护渣及其制备方法，其特征在于该种保护渣用于H型钢Q235B钢种的连铸生产中，使铸坯表面裂纹减少，显著提高铸坯表面质量。该保护渣按重量百分比组成如下：CaO33～39％，SiO₂ 35～39％，Al₂O₃ 4～7％，MgO 0～3％，F^- 5～9％，Na₂O 10～12％，其中采用复合配碳：石墨7％，炭黑1～2.5％。 

以CaO、SiO₂为基料，以Na₂O、MgO、Al₂O₃、F^-为助熔剂，其中，F^-和Na₂O和适量Al₂O₃的主要作用是降低熔融温度，还可以降低保护渣粘度。 

采用复合配碳：石墨7％和炭黑1～2.5％，使保护渣熔化速度适宜，熔渣层厚度适当。 

制备工艺包括生产预熔料和生产成品保护渣两步组成，预熔料生产工艺过程如下：按照配比将石灰石、石英砂、废玻璃和萤石等破碎成0.1～1mm的颗粒，然后与纯碱和氟化钠粉状原料混合、造块、烘干、入炉熔化，再经冷凝、破碎后备用；成品保护渣生产工艺过程如下：取上述预熔料经水磨制浆、喷雾造粒、筛分、冷却、检测、包装，制成成品保护渣。