一种中高碳碳素钢及合金钢的连铸保护渣制造技术

本发明专利技术提供了一种生产中高碳碳素钢及合金钢专用保护渣。该保护渣适用于薄板坯连铸机生产碳含量范围在０．２６～１．０（ｗｔ．％）的中高碳碳素钢及合金钢种。该保护渣主要由以下成分组成：ＳｉＯ２？２３．０～３１．０ｗｔ％，ＣａＯ？２２．０～２９．０ｗｔ％，ＭｇＯ？４．０～６．０ｗｔ％，Ａｌ２Ｏ３？２．５～４．５ｗｔ％，Ｆｅ２Ｏ３≤１．３ｗｔ％，ＭｎＯ２≤１．０ｗｔ％，Ｎａ２Ｏ？１０．０～１３．０ｗｔ％，Ｆ８．７～１２．０ｗｔ％，Ｃ？７．０～１０．０ｗｔ％。本发明专利技术所述保护渣由于具有较低的结晶、软化温度，在浇注较低液相线温度的中高碳碳素钢和合金钢时，在较低的结晶、软化温度区间时，非牛顿流体的润滑以及因结晶引起的铸坯散热不均而出现表面裂纹的机率大大降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于连铸保护渣
，特别涉及一种薄板坯连铸连轧工艺生产中高碳碳素钢及合金钢用的连铸保护渣。
技术介绍
连铸保护渣是钢水连铸生产最重要的辅助材料之一。随着国内外连铸比的提高， 其连铸保护渣在行业内已趋于标准化。通常保护渣中含有CaO、Si02、Al203等氧化物的矿物 原料，其中Ca0、Si02约占55 80X，Ca0/Si0在0. 5 1.5之间^1203占2 15%之间; 再加入含有Na、F等元素的助熔剂来调整保护渣的熔点与粘度，N^O+F占保护渣总量的5 20% ;连铸保护渣都要配入一定数量的碳素材料来控制保护渣在结晶器钢水面上的熔化速 度，使其与连铸的其他工艺参数相匹配。 薄板坯连铸机与传统板坯连铸机相比，具有以下特点拉速快，保护渣的消耗量减 少，造成润滑不良和传热不均；结晶器通钢量大，水口处钢液流速增大，液面波动加剧；钢 液在结晶器中停留时间短，冷却速度快，使液面温度低，造成化渣不良。因此薄板坯连铸常 常遇到的两大难题，即粘连漏钢和铸坯表面质量差，需要使用不同于传统板坯连铸的连铸 保护渣。 目前基于薄板坯连铸工艺流程，专利91108426. 6提供了一种薄板坯连铸保护渣 及制造方法，主要用于薄板坯连铸流程中低碳钢的生产。牛永清等在2009年薄板坯连铸 连轧国际研讨会论文集《薄板坯连铸中碳钢保护渣的研制和应用》对生产含碳量0. 16 0. 20%的中碳钢连铸保护渣进行了报道，其保护渣碱度设计为1. 14 1. 18。中高碳系列钢 种(含碳量O. 26 1.0% )特别是中高碳碳素钢、合金钢(C为O. 26 l.OWt. %)连铸生 产的专用保护渣，国内外还未见有报道与开发。 中高碳范围钢种的特点是凝固速度慢；热强度差，裂纹敏感性大，容易产生表面裂 纹；钢种液相线温度低，浇注温度和浇注速度较低；同时由于初始生成的坯壳凝固收縮小 容易产生粘结漏钢。因此，设计上对于薄板坯连铸中高碳碳素钢及合金钢连铸保护渣，应选 择考虑保护渣的熔化速度、降低其粘度及熔点温度保证结晶器内坯壳与结晶器壁之间的良 好润滑性能；保证结晶器内壁与坯壳之间的渣膜厚度适当且均匀；保证稳定的操作性能， 对于钢水温度与成分的波动不能造成保护渣液渣物性参数的波动。
技术实现思路
本专利技术提供了一种连铸保护渣，该保护渣适用于薄板坯连铸机生产GB/T 699-1999中的优质中高碳碳素钢C为0. 26 1. OWt. %、 Mn含量为0. 35 1. 2Wt. % ;以 及中高碳合金钢(C为0. 26 1. OWt. % )。 本专利技术的保护渣是通过如下技术方案实现的 —种中高碳碳素钢及合金钢的连铸保护渣，主要由以下成分组成Si02 23. 0 31. Owt % ， CaO 22. 0 29. Owt % (CaO+Si02 45. 0 60. Owt % ) ， MgO 4. 0 6. Owt % ，3A1203 2. 5 4. 5wt %， Fe203《1. 3wt %， Mn02《1. Owt %， Na20 10. 0 13. Owt %， F 8. 7 12. Owt % ， (Na20+F约占18. 7 25. Owt % ) C 7. 0 10. Owt % ，优选地，还包括有 K20《1. 5wt%、 Li02《1. Owt^中的一种或两种；更优选地，其主要组成为Si02 2 3 28wt % ， CaO 23. 0 27. Owt % ， MgO 4. 0 6. Owt % ， A1203 2. 5 4. 5wt % ， Fe203《1. 3wt % ， Mn02《1. Owt%， Na20 11. 0 13. Owt%， F 10. 0 12. Owt%， C 7. 0 10. Owt%。 所述中高碳碳素钢及合金钢连铸保护渣，其理化性能指标熔融点范围为 997士5(TC，碱度范围为0.92士0. 1，粘度范围为0. 95±0. 5 (1300°C )泊，体积密度范围为 0. 60±0. 2Kg/L。更优选地，所述熔融点范围为987士4(TC，碱度范围为0. 92±0. 05，粘度范 围为O. 95±0. 5(1300°C )泊，体积密度范围为O. 60±0. 2Kg/L。 本专利技术具有以下优点 (1)针对薄板坯连铸机的特点与中高碳碳素钢及合金钢的特点，突破了传统流程 连铸保护渣的设计思路，采用了低熔融点、低碱度、适中粘度及低体积密度的理念。 (2)本专利技术的保护渣不同于传统板坯连铸的连铸保护渣，具有低熔融点、低碱度、 适中粘度及低体积密度的特点。本专利技术保护渣矿物原料CaO+Si02约占45. 0 60. 0%， Al2032. 5 4. 5%，较传统流程连铸保护渣低(传统CaO、 Si02约占55. 0 80. 0% );助熔 剂含量高Na20+F约占18. 7 25. 0% ，较传统流程连铸保护渣高(传统Na20+F占保护渣总 量的5. 0 20. 0% )。保护渣熔融点低，碱度范围为0. 92±0. 1较薄板坯连铸中碳钢保护渣 碱度(1. 14 1. 18)低，粘度范围为O. 95±0.5(1300°C)泊，体积密度范围为O. 60±0. 2Kg/ L。 (3)实现了薄板坯连铸中高碳碳素钢与合金钢钢水多炉连浇的稳定顺行。采用普 通保护渣浇注中高碳钢时的浇注曲线，连铸过程结晶器宽面热流逐步下降，窄面热流上升， 随着连浇炉数的增加，发生粘结漏钢的概率超过30%，随炉次炉数的进一步增加漏钢概率 为50%。运用本专利技术的连铸保护渣，在钢水温度频繁波动及不断吸收夹杂物后，结晶器热 流始终稳定，不会随着多炉连浇的进行而出现宽边热流下降，窄边热流上升的现象，本专利技术 的连铸保护渣适用薄板坯连铸的高拉速并能保持稳定的高结晶器热流密度。由于采用本 保护渣具有稳定平缓的粘度-温度曲线，在薄板坯连铸机实现了 4. 0 4. 8m/min的高拉 速，保持稳定的高热流密度(2. 30 2. 80丽/m2)，实现中高碳碳素钢与合金钢连铸漏钢率 《0. 3%。 (4)本专利技术所述连铸保护渣确保良好的铸坯表面质量，实现了连铸坯产品表面纵 裂率《0. 1%、边部横裂及缺口率为《0. 1%。本专利技术所述保护渣由于具有较低的结晶、软 化温度，在浇注较低液相线温度的中高碳碳素钢和合金钢时，在较低的结晶、软化温度区 间，非牛顿流体的润滑以及因结晶引起的铸坯散热不均而出现表面裂纹的机率大大降低。 在结晶器热流达2. 30 2. 80丽/m2的区间铸坯表面产生纵裂的机率《0. 1%。从已实施的 中高碳钢生产来看，检测纵裂率为零。附图说明 图1为实施例1合金工具钢SKS51连铸过程结晶器内行为分时浇注曲线； 图2为实施例2合金工具钢8CrV2连铸过程结晶器内行为分时浇注曲线； 图3为实施例3合金结构钢30CrMo连铸过程结晶器内行为分时浇注曲线； 图4为实施例4合金工具钢75Crl连铸过程结晶器内行为分时浇注曲线； 图5为实施例5合金工具钢50CrV4连铸过程结晶器内行为分时浇注曲线； 图6为实施例6优质碳素结构钢45钢连铸过程结晶器内行为分时浇注曲线； 图7为实施例7优质碳素结构钢65Mn连铸过程结晶器内行为分时浇注曲线； 图8为实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中高碳碳素钢及合金钢的连铸保护渣，其特征在于，主要由以下成分组成：ＳｉＯ↓［２］２３．０～３１．０ｗｔ％，ＣａＯ↓［２］２．０～２９．０ｗｔ％，ＭｇＯ↓［４］．０～６．０ｗｔ％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］２．５～４．５ｗｔ％，Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］≤１．３ｗｔ％，ＭｎＯ↓［２］≤１．０ｗｔ％，Ｎａ↓［２］Ｏ１０．０～１３．０ｗｔ％，Ｆ８．７～１２．０ｗｔ％，Ｃ７．０～１０．０ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚平，王进步，苏东，高吉祥，
申请(专利权)人：广州珠江钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]