[发明专利]一种合金钢用环保型连铸保护渣

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金材料技术领域，具体涉及一种合金钢用环保型连铸保护渣。

背景技术

连铸保护渣是一种炼钢中使用的辅助材料，覆盖在连铸机结晶器钢水表面，在钢水释放的热量的作用下，逐渐升温并发生烧结融化，在结晶器钢液面上形成双层三层或者多层的渣层结构。其主要功能是防止钢水被二次氧化，绝热保温，改善铸坯与结晶器之间的传热。因此连铸保护渣技术对钢铁生产过程的质量保证有着非常重要的意义。

现有的连铸保护渣含有较多的氟元素，氟是一种有毒元素，在连铸生产过程中由于高温的作用，一部分氟化物会挥发到大气中对空气造成污染同时危害人类健康。除了导致大气污染和水污染外，还会腐蚀相关的连铸设备。随着环保对冶金行业越来越严格的要求，从源头上解决连铸生产的氟污染问题，必要而且有意义。合金钢中含有的CuTiCr等元素，各种夹杂物对保护渣物化性能影响相差较大，对保护渣吸收夹杂物的能力以及由于钢-渣反应和吸收夹杂物后性能的稳定性要求特别高。含碳量在0.08%-0.16%的中碳包晶、亚包晶钢，凝固过程会发生包晶反应，初生坯壳收缩较大，而且生长不均匀，容易导致表面裂纹。为减缓包晶反应产生的剧烈体积收缩而引起的应力过大，需要控制坯壳尤其是在弯月面附近向结晶器的传热速度，所以实现对初生凝固坯壳的缓冷就成为保护渣首要的任务和核心功能。因此合金钢对连铸保护渣的质量会提出更高的要求。现有的连铸保护渣难以满足合金钢高质量的要求，难以减少合金钢生产过程的质量缺陷。

中国发明专利201010110275.2采用了B₂O₃、Na₂O、Li₂O等作为助溶剂，基本可以达到无氟或者低氟的要求。其中，所述保护渣成分按重量百分比为：Na₂O3-15％，MgO3-12％，Al2O3＜8％，B₂O₃2-9％，C1-15％，其余为CaO与SiO₂，CaO/SiO₂为1.1-1.5；所述保护渣中Na₂O与MgO之和在10％以上。然而其存在的问题是必须加入较多的助溶剂降低熔点，增加了成本同时难以满足合金钢的生产要求。

中国发明专利201210270965.3公开了一种高温合金用连铸结晶器保护渣配方。该保护渣的组成成分按重量百分比计含有：SiO₂32.3-37.8%、CaO₃1.0-40.0%、Al2O33.0-6.0%、Li₂O3.5-3.5%、Na₂O5.5-9.5%、F5.5-8.5%、TC4.5-6.5%、0.4＜Fe₂O₃≤2.2%，其余为K₂O≤2%、MnO≤1%及其它微量组分；该保护渣中二元碱度CaO/SiO₂控制在1.07-1.15之间，保护渣的理化性能参数为：半球点熔化温度为1094-1150℃，1250℃下的粘度为0.18-0.28Pa·s，析晶温度为820-1000℃，凝固温度为930-1000℃。虽然改配方能满足合金钢的生产要求，但是其缺点是含有氟元素。

发明内容

为了克服现有连铸保护渣含有有毒的氟元素和难以保证合金钢生产质量的不足，本发明的目的在于提出一种新型的环保型合金钢用连铸保护渣；同时满足绿色环保和高质量合金钢生产的两方面要求。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

碳质材料、溶剂以及基料是连铸保护渣的三大组成部分。基料通常分为酸性材料和碱性材料，其中酸性材料包括：玻璃粉、硅石粉以及石英砂等；碱性材料包括：高炉渣、赤泥以及硅灰石等物质。苏打、萤石以及硼砂等为主要的溶剂材料。炭质材料一般有炭黑类、石墨类和焦炭粉等物质。另外，现在越来越多的生产单位和应用单位对人工合成的保护渣的应用，这使得其成为一类保护渣的原料组成部分。为了适应保护渣质量的提高以及种类的增多，尽可能的使生产的原料性能和成分稳定。