[发明专利]一种用于高碳钢的连铸保护渣

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种用于高碳钢的连铸保护渣。

背景技术

常用的连铸保护渣是以CaO-SiO₂-Al₂O₃为基料，Na₂O、K₂O和CaF₂等为熔剂，碳质组分作为骨架材料的一种硅酸盐材料。连铸过程中将保护 渣连续、均匀铺展在结晶器钢液表面，熔化后，熔渣流入结晶器与坯壳之 间，形成渣膜而逐步消耗，具有绝热保温功能、防止钢液氧化、吸收钢液 中上浮夹杂物、控制均匀传热和改善铸坯润滑等作用，在连铸工艺中起着 非常重要的作用。

随着保护渣中的各种氧化物种类、含量不同，保护渣的化学性质和物 理性能会发生如下变化：保护渣的粘度一般随SiO₂、Al₂O₃含量的上升而 逐渐增加，随着CaO、MgO、Na₂O、F等含量的增加而减小。保护渣的凝 固温度随CaO的上升而增加，随SiO₂、Al₂O₃、MgO、Na₂O、F等含量的 增加而减小；保护渣的结晶倾向是随着CaO、MgO、Na₂O、F等含量的上 升而增加，随SiO₂、Al₂O₃含量的增加而减少。

保护渣熔化流入结晶器壁与凝固坯壳间形成的渣膜可起到润滑剂的 作用，减少拉坯阻力，防止坯壳与结晶器壁的粘结。由于高碳钢中C含量 较高(碳重量百分数为0.77～1.70％)，液相线温度比普通低碳钢低100℃ 以上，保护渣熔化困难；高碳钢热收缩系数较低、凝固坯壳收缩量小，均 导致保护渣难以流入铸坯与结晶器间的通道，保护渣消耗量减少，摩擦力 增加，高碳钢表面发生凹陷与纵裂、乃至漏钢，严重影响了产品的后续质 量，已成为高碳钢连铸生产中的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高碳钢的连铸保护渣，解决高碳钢连 铸时的保护渣熔融性差、润滑性差及传热性差等技术问题，从而提高连铸 坯表面质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于高碳钢的连铸保护渣，其组分的重量百分数为：

进一步，所述连铸保护渣的碱度为0.5～1.2。

所述连铸保护渣具有低熔点和低粘度、在连铸结晶器内容易迅速形成 液渣层的特点，其半球点温度为850～1000℃，粘度为0.75～1.3dpa·s。

为了使高碳钢连铸时用到的保护渣处于低熔点区、并具有适当的理化 性质，本发明选择低碱度初始渣，其中，保护渣中CaO和SiO₂是主要成 分，配以MgO和Al₂O₃起到维持粘度的作用，Li₂O和B₂O₃起到降低熔点、 稳定液渣层作用。

本发明的保护渣化学成分中：

CaO：CaO是保护渣的主要成分，来源广、价格低。保护渣熔渣结构 可认为是一种硅酸盐结构，Si-O四面体通过共同两个角连接形成长链，在 此硅酸盐熔体中加入CaO和MgO等碱金属氧化物后，Si-O四面体网络结 构遭到破坏，链的变形阻力因断裂增多而减小，从而降低了保护渣粘度。 若CaO含量低于18％时，难以吸收钢中氧化物夹杂物；但当CaO含量高 于35％时，晶体的析出温度升高，结晶化倾向增大，会导致高碳钢连铸结 晶器摩擦阻力增大。故本发明控制CaO含量为18～35％。

SiO₂：保护渣中网络结构形成体，使保护渣形成玻璃相，起到润滑作 用，为了保持保护渣性能稳定性，设计保护渣碱度在0.5～1.2，故本发明须 控制SiO₂含量为22～37％。

MgO：保护渣中代替CaO改善渣的玻璃化程度，起到降低保护渣的 粘度作用，可明显改善高碳钢保护渣流动性能。当MgO含量低于4％时， 渣的流动性和渣耗改善不明显；但当MgO含量高于10％时，由于MgO熔 点较高，且易与其它成分结合生成高熔点的结晶矿相，反而使渣的熔化性 能恶化，故本发明控制MgO含量为4～10％。