[发明专利]超大圆坯中碳钢专用连铸结晶器保护材料

说明书

技术领域

本发明属于冶金辅料技术领域，特别是一种超大圆坯中碳钢专用连铸结晶器保护材料。

背景技术

现代无缝钢管采用了先进的炼钢工艺和炉外精炼手段，以及连铸时采用了保护浇注、电磁搅拌等技术，因此成材率达到98%以上，而且外表面无裂纹、结疤、夹渣、凹陷、气泡以及其他深度大于1.5mm的机械划伤和压痕等缺陷；管坯内部的裂纹、气孔、偏析和夹杂以及凝固组织的状态也都能符合轧管的要求。因此圆坯已经成为现代无缝钢管热轧连轧生产线用管坯的首选。

虽然国内某钢厂的超大圆坯连铸机（浇注断面￠800，拉速0.3～0.5m/min）建成投产，并且引进国外某集团连铸保护材料，供铸机热试和考核验收，但多方面表示进口保护材料存在价格昂贵、试验周期长等问题，使钢厂增加生产成本，因此考虑使用国产保护材料即西保集团——这种型号的圆坯专用保护材料来满足生产需求。

 超大圆坯特性：中碳钢W（C≤0.20～0.50%）；连铸钢水有以下特点：①由于钢水P、S偏析，初始生成的坯壳凝固收缩小，在钢水静压力作用下坯壳和结晶器壁接触紧密，拉坯过程中坯壳受到的摩擦阻力大，坯壳易与结晶器壁粘结，导致粘结漏钢。②坯壳与结晶器壁接触良好，传热能力强，坯壳生长较快且相对均匀，初生坯壳出现裂纹的机率较小，但坯壳之间重接能力差，在坯壳连接处容易发生拉脱或漏钢。③由于钢水中P、S、C等偏析严重，造成铸坯内部组织成份偏析、疏松；若结晶水冷却强度过大，易出现内部裂纹。连铸圆坯的外形尺寸包括铸坯的直径偏差、长度偏差、椭圆度、弯曲度、端面切斜度等，铸坯的外形尺寸超标会给下步轧管工序的操作带来不利影响，因此要严格控制，所以对保护材料提出了更高的要求：①良好的吸附夹杂物及稳定的熔融特性和控热能力：由于该钢中易氧化元素多，保护材料需要良好的吸收钢液上浮夹杂物，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，尤以厚度不足为甚，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：保护材料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，该保护材料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材料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。

超大连铸圆坯的外形尺寸超标的原因相对简单，主要受设备精度和冷却工艺影响，但控制起来也不容易，因此也只有在提高设备精度和控制铸坯冷却工艺上采取有效措施才能避免铸坯的外形尺寸超标。连铸圆坯直径偏差主要与结晶器尺寸变化有关；铸坯长度偏差主要与切割控制系统的精度有关；铸坯椭圆度主要受拉矫机压力的影响；铸坯弯曲度主要与铸坯全程冷却的均匀性以及所浇钢处的凝固、冷却特性有关；铸坯端面切斜度主要与切割介质和控制稳定性有关。

综上述原因，大部分铸坯与使用的保护材料有直接关系，因此在浇铸中碳钢时，为保证连铸工艺顺行，除合理控制结晶器振动参数、拉速和稳定浇铸条件下，最关键就是通过保护材料促进铸坯的润滑，减小拉坯阻力。

发明内容

本发明提供一种铺展性、保温性和熔化性能表现良好的超大圆坯中碳钢专用连铸结晶器保护材料。

一种超大圆坯中碳钢专用连铸结晶器保护材料，包括预熔料、钠长石粉、水泥熟料、碳酸钠、萤石、氧化铁红、碳酸锂、碳黑、85鳞片石墨；其质量百分含量分别为40.0%、16%、3%、12.0%、5.5%、1%、2.5%、14%、6%，所述预熔料成分包括：SiO₂ 28.0～33.0%，CaO  21.0～25.0%，Al₂O₃  6.0～9.0%，R₂O  3.0～7.0%，F^－ 2.5～6.0%