[发明专利]一种中碳钢用含硼低氟保护渣及制备工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种中碳钢用含硼低氟保护渣及制备工艺，可替代现有中碳钢用枪晶石型保护渣；属于钢铁冶炼连铸生产技术领域。

背景技术

在连铸工艺中，保护渣发挥绝热保温、防止钢水二次氧化、吸收非金属夹杂、润滑坯壳、控制传热等众多重要功能，其中以润滑和传热功能最为重要，其对提高铸坯表面质量和保证连铸过程的顺利进行起着极其重要的作用，因此保护渣保护铸造技术得到了广泛的应用。不同钢种的连铸具有不同的润滑和传热要求，必须采用具备适宜理化性能的保护渣与之相匹配，例如：对于碳含量较低以及导热性较差的钢种，必须强化的是铸坯冷却，因此要求保护渣具备良好的传热特性；对于中碳钢等裂纹敏感钢种而言，则要求保护渣具有均匀缓慢的传热特性，以避免由于热应力导致初始钢壳扭曲而诱发裂纹。保护渣的润滑和传热特性则依靠液态熔融保护渣进入结晶器与坯壳之间后所形成液渣层、结晶层和玻璃层的粘度/结晶相性质/各层的相对比例来实现。

中碳钢连铸过程要求：1.液态渣膜具有较低的粘度，以达到润滑的要求，防止拉漏；2.减缓渣膜的水平传热，防止铸坯表面纵裂纹等缺陷的产生。这可以通过调节保护渣中组分来实现。通常以CaO、SiO₂二元系为基础，加入Na₂O，Li₂O等助熔剂降低其熔点和粘度，并添加Al/Mg/Mn/Fe/Ti的氧化物以达到合适的冶金性能。萤石(CaF₂)，氟化钠(NaF)，冰晶石(Na₃AlF₆)等氟化物对调节保护渣的物性有很关键的作用：①使保护渣中复杂硅氧网状或链状结构解体，形成较简单的硅氧离子团，使得离子迁移速度减小，降低保护渣粘度；②降低保护渣的熔化温度和凝固温度；③促进固态渣膜析晶，通过形成枪晶石护渣晶提高保护渣热阻。因此氟化物在中碳钢连铸保护渣中得到了广泛应用，通常在6～10%之间，个别牌号甚至达到11～13%。

但由于保护渣中的氟化物熔化时将产生有毒、有害气体，对环境污染极其严重，氟可以影响“骨转换”的过程来导致骨病变，另外溶入水中氟化物呈酸性可造成水质污染，容易对铸机造成腐蚀，大大降低铸机的使用寿命，同时造成二冷循环水处理费用大大增加。据统计，1座年产1000万t的钢铁企业排入大气的可溶性氟化物大约为1000～2000t。近年来，随着国家和社会对环境保护的日益重视，以及一系列环境法规颁布实施，对能耗高、污染严重的钢铁冶金工业提出了更为严格的要求，保护渣低氟化成降低钢铁企业氟污染的重要手段。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足而提供一种组分配比合理，氟含量低，熔点和粘度低，结晶性能良好的中碳钢连铸用含硼低氟保护渣。

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣，由下述组分，按质量百分比组成：

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣，所述保护渣组分中，CaO与SiO₂质量比为CaO/SiO₂=1.15～1.28。

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣，所述保护渣其熔点在1080～1097℃，与常规中碳钢保护渣相比，保护渣具有低的熔点。

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣，所述保护渣在1300℃时粘度为0.06～0.14Pa·s，与常规中碳钢保护渣相比，保护渣粘度低，保护渣具有良好的流动性和润滑性。

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣，所述保护渣结晶温度为1285～1302℃，结晶孕育时间为26～32s。

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣，所述保护渣平均热流密度为0.681～0.832MW/m²，与现有中碳钢平均热流密度相当。

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣的制备方法，是按设计的保护渣目标成分称量各组分，机械搅拌，混合均匀后，采用中频感应炉加热熔化，水淬，得到玻璃态保护渣块体，将玻璃态保护渣块体粉碎至平均粒度为200目的粉体。

本发明一种中碳钢连铸用含硼低氟保护渣和的制备方法，采用中频感应炉加热融化，熔化温度为1500℃。