[发明专利]一种宽厚板坯铸机连铸含锰低合金包晶钢结晶器保护渣

说明书

技术领域

本发明涉及冶金辅料结晶器保护渣，特别涉及一种宽厚板坯铸机连铸含锰低合金包晶钢结晶器保护渣。

背景技术

铸坯表面纵裂纹是板坯铸机浇注包晶钢最常见的质量缺陷，该类型裂纹发生率与结晶器保护渣性能的好坏有着密切关系。铸坯随着宽度增加，铸坯表面受到的拉应力不断增大，且宽厚板坯中心点与侧边处的温差会比普通板坯的高，产生的收缩应力和热应力容易在中心集中，从而较普通板坯更容易产生表面纵裂纹。另外，含碳量处于0.08％～0.17％的钢种，在凝固过程中会发生δ+L液相→γ反应，产生强烈的线收缩和体积收缩，使得浇注碳含量在此范围内的钢种最容易产生表面纵裂纹。对于宽厚板坯铸机浇注的含锰低合金高强度钢，不仅钢中含碳量处于0.09％～0.14％包晶反应强烈区；而且还含有较高的Mn、V、Nb等强度元素；同时铸坯断面大，断面尺寸为220～300mm×1200～2300mm，在结晶器中钢水弯月面附近从铸坯导出的热量太多和导出的热量不均匀，所以更容易产生铸坯表面裂纹。经统计此种板坯表面纵裂率一度高达17.4％，远高于一般板坯连铸同类钢种铸坯表面纵裂纹发生率。常用的结晶器保护渣典型化学成分重量百分比为：CaO 43％，SiO₂ 34％，Na₂O 6％，Li₂O 1％，F^-8％，Al₂O₃ 5％，C 3％；二元碱度(CaO/SiO₂)为1.27；物理性质为：熔点1145℃，1300℃的粘度0.60Pa·S，凝固温度1215℃，结晶孕育时间32秒。

另外，结晶器保护渣渣膜厚度的均匀性也同样重要，渣膜的均匀性是影响坯壳表面裂纹和润滑性能的重要因素。渣膜不均匀，会使铸坯散热不均匀，从而使局部区域坯壳厚度不均匀，对于收缩量大的中碳钢钢种，尤其容易产生纵向凹陷和裂纹。参见图2a，由于现有结晶器保护渣具有较高的凝固温度且析晶速度慢，所以在结晶器保护渣膜结构中，现有渣固态渣膜6在弯月面区域9处很薄而在结晶器出口3处很厚，不利于弯月面处的缓冷，而在结晶器3出口处现有液渣膜5很薄，不利于润滑，导致现有结晶器保护渣对控制裂纹和改善润滑都不理想，容易产生纵向凹陷和裂纹。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽厚板坯铸机连铸含锰低合金包晶钢结晶器保护渣，该保护渣解决了宽厚板坯铸机连铸含锰低合金包晶钢过程中铸坯表面纵裂纹发生率高的问题。

为了实现本发明的目的，本发明的技术方案为：一种宽厚板坯铸机连铸含锰低合金包晶钢结晶器保护渣，包括水泥熟料、硅灰石、萤石、碳酸钠、碳酸锂、消石灰、精炼渣粉、炭黑，其特征是所述保护渣中化学成分的重量百分比为：Li₂O 4.0～5.0％，SiO₂ 28.0～31.0％，CaO 48.0～51.0％，Al₂O₃ 3.0～6.0％、Na₂O 0.5～1.5％、F^-6.0～8.0％、MgO 1.0～2.0％、Fe₂O₃ 0.5～1.0％、C 1.5～2.0％。

为了保证该保护渣对铸坯的润滑良好，同时兼具控制结晶器与铸坯间的传热能力，所述保护渣二元碱度CaO/SiO₂为1.65～1.75。

所述的水泥熟料、硅灰石、萤石、碳酸钠、碳酸锂、消石灰、精炼渣粉、炭黑，其重量百分含量优选分别为9％、48％、14％、2％、10％、6％、9％、2％。

本发明所述保护渣原料均为工业原料，主要成分(重量百分比)要求如下：

水泥熟料：CaO 62.0～64.0％、SiO₂ 19.0～21.0％；

硅灰石：CaO 45.0～46.0％、SiO₂ 51.0～52.0％；

萤石：CaF₂ 90.0～91.0％；

碳酸钠：Na₂CO₃ 98.0～99.0％；

碳酸锂：Li₂CO₃ 98.0～99.0％；

消石灰：CaO 66.0～67.0％；

精炼渣粉：CaO 50.0～53.0％、Al₂O₃ 39.0～42.0％；

炭黑：C 96.0～98.0％。