專利名稱：SMS、Danieli板坯中碳鋼連鑄功能保護(hù)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金輔料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種SMS、 Danieli板坯中碳鋼連 鑄功能保護(hù)材料。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，連鑄技術(shù)己逐步走向成熟。然而，由于煉鋼技術(shù)的 不斷完善，煉鋼節(jié)奏加快，爐子出鋼量增大，與煉鋼和后續(xù)的軋鋼能力相比， 連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力仍然是整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的限制性環(huán)節(jié)。為此，近些年來(lái)， 國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)普遍采用高效連鑄技術(shù)。因此板坯連鑄在國(guó)內(nèi)外越來(lái)越受到重 視。但板坯連鑄技術(shù)的實(shí)現(xiàn)給連鑄工藝帶來(lái)了許多新的難題，由于板坯斷面較 大，對(duì)功能保護(hù)材料性能要求比較高，功能保護(hù)材料的性能不完善，就會(huì)造成 結(jié)晶器壁與凝固坯殼之間的潤(rùn)滑不充分、傳熱不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致鑄坯表面缺陷， 甚至發(fā)生粘結(jié)性漏鋼，尤其是在非穩(wěn)態(tài)澆注時(shí)期。而且由于不同鑄機(jī)形狀和參 數(shù)不同，所以根據(jù)不同的鑄機(jī)開(kāi)發(fā)有必要不同的功能保護(hù)材料。
馬鋼新建的四煉鋼，鑄機(jī)產(chǎn)地SMS，澆注斷面250X1850 2050mm2。從保 證爐機(jī)匹配和產(chǎn)量要求出發(fā)，要求該板坯鑄機(jī)工作拉速最高達(dá)2.0 m/min，一般 拉速在1. 0 1. 1 m/min.之間，應(yīng)該說(shuō)該板坯鑄機(jī)拉速在國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的板坯鑄機(jī) 中是比較先進(jìn)的。由于該鑄機(jī)結(jié)晶器長(zhǎng)度比較短，為了保證坯殼厚度，所以連 鑄冷卻方面冷卻水量較強(qiáng)。強(qiáng)冷就造成鑄坯表面缺陷的隱患較大，容易產(chǎn)生表 面裂紋。因此提高功能保護(hù)材料的析晶溫度，是解決鑄坯表面缺陷的最有效手 段。為了實(shí)現(xiàn)最佳操作性能和獲得滿意的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)功能保護(hù)材料提出了更 高的要求l)成渣速度快，能夠及時(shí)補(bǔ)充液渣的快速消耗，在拉速變化較大的 情況，仍能維持足夠的功能保護(hù)材料消耗量；2)結(jié)晶器壁與坯殼間的渣膜厚度 適宜、分布均勻，防止坯殼與結(jié)晶器壁直接接觸，以降低摩擦力并使結(jié)晶器散熱均勻化，防止裂紋的產(chǎn)生及粘結(jié)漏鋼，避免鑄坯產(chǎn)生表面缺陷；3)足夠的熔 渣層厚度，防止高速連鑄或拉速較大波動(dòng)時(shí)，熔渣供應(yīng)不足以及固體渣顆粒流 入；4)穩(wěn)定的操作性能，具有良好的吸收鋼液上浮夾雜物功能，并使液渣物性 穩(wěn)定；5)在拉速變化大時(shí)功能保護(hù)材料具有穩(wěn)定的熔融特性和控?zé)崮芰Α?

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠有效地解決粘結(jié)性漏鋼、鑄坯表面夾渣和粘渣問(wèn)題的 SMS、 Danieli板坯中碳鋼連鑄功能保護(hù)材料。
一種SMS、 Danieli板坯中碳鋼連鑄功能保護(hù)材料，該功能保護(hù)材料的原料 包括碳酸鈉、螢石、鋁礬土、硅灰石、增碳劑、炭黑、方解石、碳酸鋇、氟化 鈉、磷渣、膨潤(rùn)土，其重量百分含量分別為1.0%、 14.0%、 4.0%、 33.0%、 2.0%、 4. 5%、 3. 0%、 4. 0%、 4. 0%、 27. 5%、 3. 0%，所述的功能保護(hù)材料半球溫度為1160 1220°C;粘度為0. 115 0. 135Pa S C1300。C)。
所述功能保護(hù)材料中Ba0重量百分含量為2. 0 2. 5%, Mg0重量百分含量 為3. 0 4. 0%， Fe203重量百分含量為0. 3 1. 5%， 二元堿度(Ca0/Si02)為1. 24 1.34，游離碳百分含量5. 5% 6. 5%，其余為Si02、 Ca0 、 A1203、歸、F—，其質(zhì) 量百分含量分別為Si02 26. 5 32. 5%、 CaO 35. 0 41. 0%、 A1203 3. 5 5. 5%、 Na20 3. 5 4. 5%、 F—6. 8 7. 8%、 k20 <0. 5%。
功能保護(hù)材料理化成分設(shè)計(jì)
為保證較高的析晶溫度，首先要求功能保護(hù)材料的二元堿度(Ca0/Si02)和 半球溫度要高， 一般二元堿度要大于1.20，半球溫度大于115(TC，本發(fā)明控制 功能保護(hù)材料的二元堿度在1.24 1.34范圍內(nèi)，半球溫度控制在1160 1220 °C。其次，較高的粘度，針對(duì)SMS、 Danieli連鑄機(jī)的形狀及參數(shù)，為保證功能 保護(hù)材料形成均勻穩(wěn)定的渣膜，避免粘結(jié)漏鋼的現(xiàn)象發(fā)生，功能保護(hù)材料的粘 度不易太低，該功能保護(hù)材料粘度在0. 115 0. 135Pa S (1300°C )。適量的Ba0， BaO可以提高功能保護(hù)材料的綜合堿度，進(jìn)一步的提高析晶溫度，避免鑄坯表面縱裂的產(chǎn)生，同時(shí)Ba0還能改善功能保護(hù)材料的潤(rùn)滑性能，尤其對(duì)高堿度的功 能保護(hù)材料特別適用，本發(fā)明功能保護(hù)材料中BaO含量控制范圍為2.0 2.5%; 一定量的MgO能改善功能保護(hù)材料的穩(wěn)定性，木發(fā)明功能保護(hù)材料中Mg0含量 控制范圍為3.0 4.0%;作為常規(guī)功能保護(hù)材料熔劑重要成分的Na20在本發(fā)明功 能保護(hù)材料中含量不能太高， 一方面避免在渣膜中析出霞石，破壞渣膜的玻璃 性能，減少功能保護(hù)材料中的Na20含量同時(shí)還可提高功能保護(hù)材料的表面張力， 有利于渣-金分離，減少鑄坯表面夾渣和粘渣，本發(fā)明功能保護(hù)材料中Na20含量 控制范圍為3.5 4.5%;功能保護(hù)材料中的F-主要作用是降低渣粘度，改善液渣 流動(dòng)性，但在本發(fā)明中要特別注意控制功能保護(hù)材料中的F-含量，若渣中CaF2 含量過(guò)高會(huì)引起槍晶石(3Ca0.2Si02.CaF2)等高熔點(diǎn)物的析出，破壞熔渣的玻 璃性，使?jié)櫥瑮l件惡化，另外F離子含量過(guò)高還會(huì)對(duì)伸入式水口造成嚴(yán)重侵蝕， 減少水口使用壽命，為此，本發(fā)明功能保護(hù)材料中F-含量控制范圍為6. 8 7. 8%。 最后，就是要求功能保護(hù)材料快速熔化，形成足夠的液渣層和保證一定的渣消 耗量。要求配碳量不能太高，但也不能過(guò)低，否則形成的液渣層和燒結(jié)層太厚， 使得結(jié)渣條嚴(yán)重，阻礙功能保護(hù)材料的均勻流入。因此，配碳種類選用比表面 積大和燃燒速度快的炭黑，同時(shí)添加了一定量的氧化劑，如鐵泥，加快碳質(zhì)材 料的燒損，減少燒結(jié)層厚度。本發(fā)明功能保護(hù)材料中C含量控制范圍為5.5 6. 5o/Q， Fe203含量控制范圍為0. 3 1. 5%，。
采用上述研究結(jié)果由河南省西保冶材集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的該功能保護(hù)材料， 在馬鋼四煉鋼250X1850 2050mm2板坯連鑄機(jī)上試澆注中碳鋼，拉速穩(wěn)定在l. 1 m/min.時(shí)的渣耗量為0. 46 kg/T鋼、鋼水表面液渣層厚度8 12mm。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 結(jié)果表明，該功能保護(hù)材料使用時(shí)，在結(jié)晶器內(nèi)鋪展性、保溫性和熔化性能表 現(xiàn)良好；結(jié)晶器內(nèi)四個(gè)面?zhèn)鳠崃糠€(wěn)定和均勻，滿足高拉速要求；試驗(yàn)渣渣條小、 改善了流入不均現(xiàn)象，功能保護(hù)材料潤(rùn)滑性好，防止了粘結(jié)性漏鋼。鑄坯表面 無(wú)夾渣和粘渣現(xiàn)象，鑄坯表面質(zhì)量好。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述
一種SMS、 Danieli板坯中碳鋼連鑄功能保護(hù)材料，該功能保護(hù)材料的原料 包括碳酸鈉、螢石、鋁礬土、硅灰石、增碳劑、炭黑、方解石、碳酸鋇、氟化 鈉、磷渣、膨潤(rùn)土，其重量百分含量分別為1.0%、 14.0%、 4.0%、 33.0%、 2.0%、 4. 5%、 3. 0%、 4. 0%、 4. 0%、 27. 5%、 3. 0%，所述的功能保護(hù)材料半球溫度為1160 1220。C;粘度為0. 115 0. 135Pa S (1300°C)。
所述功能保護(hù)材料中BaO重量百分含量為2. 0 2. 5%, MgO重量百分含量 為3. 0 4. 0%， FeA重量百分含量為0. 3 1. 5%， 二元堿度(Ca0/Si02)為1. 24 1. 34，游離碳百分含量5. 5% 6. 5%，其余為Si02、 CaO 、 A1203、歸、F—，其 質(zhì)量百分含量分別為Si02 26 . 5 32. 5%、 CaO 35. 0 41. 0%、 A1203 3. 5 5. 5%、 歸3. 5 4. 5%、 F6. 8 7. 8%、 k20 <0. 5%。
配渣基料的選用
功能保護(hù)材料的性能取決于制渣基料的選擇，本研究選擇用磷渣混合硅灰 石作為功能保護(hù)材料配渣基料，目的是使功能保護(hù)材料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擁有比較穩(wěn) 定的礦相。
生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)
功能保護(hù)材料成品的理化性能穩(wěn)定性與所使用牛產(chǎn)工藝和控制標(biāo)準(zhǔn)是直接 相關(guān)的。為了適應(yīng)高拉速板坯功能保護(hù)材料的高質(zhì)量需求，本發(fā)明功能保護(hù)材
料采用了如下質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)1)每種原料粒度要求通過(guò)320目；2)混勻攪拌
和水磨成漿時(shí)間各1小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種SMS、Danieli板坯中碳鋼連鑄功能保護(hù)材料，其特征在于該功能保護(hù)材料的原料包括碳酸鈉、螢石、鋁礬土、硅灰石、增碳劑、炭黑、方解石、碳酸鋇、氟化鈉、磷渣、膨潤(rùn)土，其重量百分含量分別為1.0％、14.0％、4.0％、33.0％、2.0％、4.5％、3.0％、4.0％、4.0％、27.5％、3.0％，所述的功能保護(hù)材料半球溫度為1160～1220℃；粘度為0.115～0.135Pa·S(1300℃)。
2. 如權(quán)利要求1所述的連鑄功能保護(hù)材料，其特征在于所述功能保護(hù)材 料中BaO重量百分含量為2. 0 2. 5%， MgO重量百分含量為3. 0 4. 0%， Fe203 重量百分含量為0.3 1.5%， 二元堿度(Ca0/Si02)為1. 24 1. 34，游離碳百分 含量5. 5% 6. 5%，其余為Si02、 CaO 、 A1203、 Na20 、 F—，其質(zhì)量百分含量分別 為Si0226. 5 32. 5%、CaO 35. 0 41. 0%、A12033. 5 5. 5%、Na20 3. 5 4. 5%、F_6. 8 7.8%、 k20 〈0.5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種SMS、Danieli板坯中碳鋼連鑄功能保護(hù)材料，其原料包括碳酸鈉、螢石、鋁礬土、硅灰石、增碳劑、炭黑、方解石、碳酸鋇、氟化鈉、磷渣、膨潤(rùn)土，其重量百分含量分別為1.0％、14.0％、4.0％、33.0％、2.0％、4.5％、3.0％、4.0％、4.0％、27.5％、3.0％，所述的保護(hù)渣半球溫度為1160～1220℃；粘度為0.115～0.135Pa·S(1300℃)。保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)鋪展性、保溫性、熔化性能好，結(jié)晶器內(nèi)四個(gè)面?zhèn)鳠崃糠€(wěn)定和均勻，液渣層厚度為8～12mm，渣條少，保護(hù)渣潤(rùn)滑性好，防止粘結(jié)性漏鋼，鑄坯表面無(wú)夾渣和粘渣現(xiàn)象，鑄坯表面質(zhì)量好。
文檔編號(hào)B22D11/11GK101637810SQ200910065729
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者李書(shū)成, 李偉峰 申請(qǐng)人:河南省西保冶材集團(tuán)有限公司