[发明专利]一种用于倒角结晶器的保护渣及采用倒角结晶器的钢材铸坯方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁浇铸技术领域，涉及一种保护渣及一种钢材铸坯的制备方法，尤其涉及一种用于倒角结晶器的保护渣及一种采用倒角结晶器的钢材铸坯方法。

背景技术

钢的生产过程主要分为炼钢和浇铸两大环节。浇铸就是把钢水凝固铸成固体，现今主要采用的是连续铸钢法。连续铸钢的具体流程为：钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺过程，具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。

其中，结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模，承接从中间罐注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备，被称之为连铸设备的“心脏”，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。结晶器需要和连铸结晶器保护材料(渣)一同使用。结晶器的作用主要在于使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳；通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢；通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷；保证坯壳均匀稳定的生成。铸坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关，伴随着连铸机拉速(浇铸速度)的提高，结晶器内液面波动加剧，容易产生卷渣，造成铸坯质量恶化。因而，对于结晶器的改进和优化一直是业内研究人员关注的技术方向。

在钢水的连铸过程中，角部横裂纹缺陷是钢铁企业面临的共同难题，角部横裂纹能够引起后续钢材的边部裂纹缺陷，严重的会直接造成钢材报废。研究人员将直角结晶器改为倒角结晶器，通过提高铸坯角部温度，避开矫直高温低塑性区，从而解决和减缓了角部横裂纹的共性问题，随后，众多业内企业又对倒角结晶器进行持续改进，更加优化了倒角结晶器。但是实践应用表明，倒角结晶器在使用过程中易出现角部纵裂纹缺陷。

因此，如何找到一种更适宜的方法，解决和减缓连铸过程中铸坯角部纵裂纹，已成为业内诸多大型钢企以及一线研发人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种保护渣及钢材铸坯的制备方法，特别是一种用于倒角结晶器的保护渣及一种采用倒角结晶器的钢材铸坯方法，本发明通过控制保护渣的成分和参数，得到结晶性能好、润滑性能好的保护渣，用于钢材铸坯过程中，有效的减少了铸坯角部纵裂纹的缺陷。

本发明提供了一种用于倒角结晶器的保护渣，按重量份数计，包括：

CaO 38～44 重量份；

SiO₂20～24 重量份；

辅助氧化物4～26 重量份；

所述辅助氧化物包括ZnO、B₂O₃和BaO中的一种或多种。

优选的，所述保护渣中还包括7～10重量份的氟化物。

优选的，所述氟化物包括NaF和/或CaF₂；

所述保护渣中还包括Li₂O、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃、Na₂O和C中的一种或多种。

优选的，所述Li₂O大于等于1.5重量份；

所述Al₂O₃小于等于3重量份；

所述MgO小于等于3重量份；

所述Fe₂O₃小于等于2重量份；

所述Na₂O小于等于10重量份；

所述C为5～10重量份。

优选的，所述保护渣的碱度值为1.65～2.0。

优选的，所述保护渣的转折温度为1150～1200℃；

所述保护渣的高温粘度为0.04～0.14Pa·S。

优选的，所述高温粘度的温度为1200～1400℃；

所述保护渣用于中碳低合金钢的制备；

所述中碳低合金钢的C含量为0.10％～0.20％。

优选的，所述中碳低合金钢中还包括其他元素；

所述其他元素包括Mn、Al、Nb、V、Ti、B、Ni、Cr、Mo和Cu中的一种或多种；

所述其他元素的含量小于等于5％。

本发明还提供了一种钢材铸坯的制备方法，包括以下步骤：

1)将钢水通入结晶器后，向结晶器内加入上述技术方案任意一项所述的保护渣，进行浇铸，得到钢材铸坯。