一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣

摘要

本发明公开了一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣，其通过在保护渣中添加活性炭，不仅能够使得空气能够通过保护渣层使得碳迅速氧化生产二氧化碳气体排出，而且其本身具备强大的吸附功能，存储了一部分空气从而加快了氧化速度，使得其在保证保护渣迅速熔融后，迅速将碳除去，使得保护渣不含碳，从源头上防止超低碳钢增碳现象的发生；在活性炭迅速氧化后，由于活性炭的消耗使得空隙消失，保护渣能够迅速将钢坯密封隔离空气，防止钢坯再次氧化；本发明成本低廉、实用效果好，值得推广与应用。

权利要求

1.一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣，其由如下原材料制得：玻璃粉 14～23 份、硅灰石 45～53 份、萤石11～13份，水泥熟料4～6份、活性炭2份、碳酸钠4～5份、氟化钠4.5份、锂辉石3份、碳酸锂1份、粘合剂0.2～2份、轻烧镁砂3～6份。

2.根据权利要求1所述的用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述粘合剂为糊精、羧甲基纤维钠、植物淀粉中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述活性炭为木质柱状炭。

说明书

一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣

技术领域

[0001] 本发明属于炼钢辅料技术领域，具体涉及一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣。技术背景

[0002] 超低碳钢是指含碳量在0.003%以下供冷轧用钢，该钢种生产的技术难点之一就是对含碳量的控制；其生产工艺复杂，制造技术严格，国外的生产技术都以专利形式加以保护，将其视为企业的生命；因此超低碳钢板的制造技术和产品质量是衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。

[0003] 碳对超低碳钢的性能影响很大,因此碳在超低碳钢中为有害元素，超低碳钢中成品碳含量应尽可能低；在开发超低碳钢冶炼工艺技术时，为了使获得的含碳量小于0.003%，甚至更低的超低碳钢，其关键是脱碳的水平及精炼后至连铸浇注成坯的过程中防止钢水增碳。

[0004] 保护渣在连铸工艺上起着至关重要的作用，它具有绝热、保温、吸收夹杂、润滑和传热等功能，是连铸生产上重要的消耗品而且也是超低碳钢中增碳的主要问题，现有的解决方式：

[0005] 1.采用其他化合物替代原本含碳物质，来防止增碳；例如，文献《铁与钢》1978年第10号(p58-67)刊登的“无碳保护渣的开发”一文介绍的是以BN替代保护渣中碳素材料的方法;专利US005356454A(特开平5-185195)也采用了以BN替代保护渣中碳素材料的方法。文献《韶关大学学报》1998年第3期(p112-120)刊登的“关于碳化硅作为超低碳钢连铸结晶器保护渣熔速调节剂的研究”一文介绍的是以SiC替代保护渣中碳素材料的方法，但是，由于这类替代物价格昂贵，且在使用过程中增加了保护渣的烧结倾向，使操作的稳定性下降;因此，没有大规模的推广应用的价值。

[0006] 2.采用强还原剂使得其优先与氧气发生反应，以此来隔绝C与氧气的接触，但是由于其活泼性太强，使得运输与储存的成本过高。

[0007] 3.采用阻燃剂来延缓C的燃烧；例如在CN 1485168A中公开了一种超低碳钢用连铸保护渣，通过在保护渣中加入硼系、类ATH系、铝酸钠等阻燃剂中的一种或几种，其用量占总量的0.5-5.0%，以延缓保护渣中碳的氧化速度，使得保护渣中的碳更有效的发挥其控制熔化速度和起骨架材料的作用，从而减少保护渣中碳的加入量，达到防止铸坯增碳的目的，能有效实现超低碳钢的生产；其采用的是添加阻燃剂来减缓碳氧化以此来防止在此环节增碳，但是其含碳量减少必将影响熔化速度，而且随着阻燃剂的消耗可能会造成增碳的现象，因此需要一种更为简便且有效的保护渣来防止超低碳钢增碳的连铸结晶器保护渣。

发明内容

[0008] 本发明的主要目的是提供一种超低碳钢用的可有效防止增碳的连铸结晶器保护渣。

[0009] 本发明通过在保护渣中添加活性炭，增加了保护渣的透气性，加速了碳的氧化，使得其能够充分氧化变为二氧化碳排除，使得熔融后的保护渣不含碳，从而有效的避免了含碳导致超低碳钢增碳的问题。

[0010] 一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣，其由如下原材料制得：玻璃粉 14～23 份、硅灰石45～53 份、萤石11～13份，水泥熟料4～6份、活性炭2份、碳酸钠4～5份、氟化钠4.5份、锂辉石3份、碳酸锂1份、粘合剂0.2～2份、轻烧镁砂3～6份。

[0011] 采用上述原材料制得的保护渣，其化学成分质量百分比为：CaO：30%～35％，-SiO2：33%～36％，MgO：3%～6％，Al2O3：1%～5%，Na2O：8%～10％，F：6%～10%，C：3%～
8%。

[0012] 所述一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣其碱度CaO/SiO2为0.9～1.1，熔点1070℃-1150℃，1300℃下粘度0.3～0.45Pa.s。

[0013] 所述粘合剂为糊精、羧甲基纤维钠、植物淀粉中的一种或几种。

[0014] 所述活性炭为木质柱状活性炭。

[0015] 本发明的有益效果：

[0016] 1.本发明中采用活性炭来替代传统的“炭黑+石墨”的双材料配碳模式，使得保护渣不仅不影响熔化速度，而且也避免了在连铸时导致的超低碳钢增碳的现象。

[0017] 2.活性炭具有十分大的比表面积，而本发明采用比表面积达1500㎡/g的木质柱状活性炭，使得其透气性更好，不仅能够使得空气能够通过保护渣层使得碳迅速氧化生产二氧化碳气体排出，而且其本身具备强大的吸附功能，存储了一部分空气从而加快了氧化速度，使得其在保证保护渣迅速熔融后，迅速将碳除去，使得保护渣不含碳，从而从源头上防止超低碳钢增碳现象的发生。

[0018] 3.在活性炭迅速氧化后，由于活性炭的消耗使得空隙消失，使得保护渣能够迅速将钢坯隔离空气，防止钢坯再次氧化。

具体实施方式

[0019] 本发明公开了一种用于超低碳钢的连铸结晶器保护渣， 现做以下几组对比试验：

[0020] 第一组：采用等量且工艺相同的超低碳钢分别用三种不同的保护渣在连铸结晶器进行实验，结果如下：

[0021]

[0022] 注：本实验是在对100KG超低碳钢坯在相同连铸结晶器上进行的50次实验并去平均值，采用1-5来表示，在成本中1代表最小，5代表最大；在熔化速度中1代表用时最少，5代表用时最多；增碳量中，0代表没有变化，1-5代表有增碳量依次变大。

[0023] 由第一组实验我们可以看出本申请相对于还原剂类和阻燃剂类保护渣，不仅成本低廉，而且熔化速度用时最短，用最短时间在连铸结晶器内形成液渣层，并且由于在后期其不含碳元素，从源头上杜绝了增碳现象的发生，这是还原剂类和阻燃剂类保护渣是不能够实现的。

[0024] 第二组：分别采用木质柱状炭和煤质柱状炭，在其他成分相同的情况下，分别制作100KG保护渣对其他条件均相同的超低碳钢进行实验，所得数据为每吨超低碳钢的数值；

[0025]

[0026] 注：本实验是在对100KG保护渣在相同连铸结晶器上进行的50次实验并去平均值，采用1-5来表示，在成本中1代表最小，5代表最大；在熔化速度中1代表用时最少，5代表用时最多。

[0027] 由第二组实验我们可以看出虽然均为活性炭，但是木质柱状炭相对于煤质柱状炭，成本虽然差别不大，但是保护渣的熔化速度相差较大，由于本发明在熔化过程中具备良好的透气性，因此熔化速度慢有可能会造成钢坯接触空气氧化；且木质柱状炭比表面积很大其直接影响到保护渣的熔化速度和空气的流动性。

[0028] 实施例一：

[0029] 针对A厂超低碳钢，采用本发明的连铸结晶器保护渣原材料配方为：玻璃粉 15.8份、硅灰石 48份、萤石11.2份，水泥熟料4.8份、活性炭2份、碳酸钠4.1份、氟化钠4.5份、锂辉石3份、碳酸锂1份、粘合剂1.9份、轻烧镁砂3.7份。

[0030] 其主要理化指标化验结果如下：CaO：31.89％，SiO2：35.24％，MgO：4.9％，Al2O3：-
3.7%，Na2O：8.5％，F：8.6%， C：3.2%。

[0031] 本发明的碱度即CaO/SiO2为0.9，熔点1093℃且在1300℃下粘度0.39Pa.s。

[0032] 开浇起步时，将调整后的保护渣推入结晶器中,经观测,钢液面波动在3mm以内，拉速稳定在0.6 m/min，此时测量液渣层厚度10mm左右。此后隔20min测一次液渣层，其厚度在8～12mm。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、火苗适中。经统计，该保护渣渣耗量在0.65Kg/吨钢左右。经过测量，转炉连铸前与铸坯中的碳量相等，并未出现增碳现象。

[0033] 实施案例二

[0034] 针对B厂的超低碳钢采用的保护渣其原材料配方为：玻璃粉 14.8 份、硅灰石45.8 份、萤石13.1 份，水泥熟料5.5 份、活性炭2 份、碳酸钠5.3份、氟化钠4.5 份、锂辉石3 份、碳酸锂1 份、粘合剂1.9 份、轻烧镁砂3.1份。

[0035] 其主要理化指标化验结果如下：CaO：34.9％，SiO2：33.2％，MgO：3.5％，Al2O3：-
4.2%，Na2O：7.2％，F：5.3%， C：3.3%。

[0036] 本发明的保护渣碱度即CaO/SiO2为1.05，熔点1131℃，在1300℃下粘度0.46Pa.s。