專利名稱：不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新品種的煉鋼連續(xù)鑄造用保護(hù)渣，符合保護(hù)自然環(huán)境的要求，具體說(shuō)是一種不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法。
背景技術(shù)：
常用的煉鋼連續(xù)鑄造用保護(hù)渣(MOLD FLUX)中一般含有0.5-15％的氟成分，鑄造的鑄坯表面和保護(hù)渣的熔渣殘留，這些殘留物中含有的氟成分，一部分蒸發(fā)，但是大部分殘留在里面。鑄造過(guò)程中，為了鑄坯的凝固和冷卻，使用直接在鑄坯表面灑水的冷卻方法，使冷卻廢水里流入了氟成分。由于廢水中氟濃度的增加，對(duì)廢水處理時(shí)，不得不在水處理設(shè)備中特別有單獨(dú)處理氟成分的部分。使得處理設(shè)備結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，價(jià)格高，處理麻煩，廢水處理成本高。
通常保護(hù)渣是在鋼的連續(xù)鑄造工程結(jié)晶器內(nèi)添加使用的重要消耗的輔材，保護(hù)渣投入到結(jié)晶器內(nèi)熔鋼上面，受熱成為未熔層、燒結(jié)層、液渣層三層。這樣保護(hù)渣的性能與碳含量密切相關(guān)，作用是絕熱保溫，防止散熱；隔開空氣，防止鋼水二次氧化，保證鋼的質(zhì)量；吸收熔解從鋼水中上浮到鋼渣界面的夾雜物。結(jié)晶器壁與凝固坯殼之間應(yīng)該有一層渣膜起潤(rùn)滑作用，以減少拉坯阻力，從而可以防止凝固坯殼與結(jié)晶器壁的粘結(jié)，保護(hù)渣就是形成潤(rùn)滑膜層，因此能起到提高連續(xù)鑄造生產(chǎn)的穩(wěn)定性和提高鑄坯表面質(zhì)量的作用。
一般保護(hù)渣是SiO2，CaO，MgO，Al2O3，Na2O，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)，C等化學(xué)成分構(gòu)成的混合物，鋼的連續(xù)鑄造條件則隨著鋼種及鑄造速度來(lái)調(diào)整保護(hù)渣的化學(xué)及物理性能(熔點(diǎn)，粘度，結(jié)晶器率，凝固溫度)。鋼種的區(qū)分是根據(jù)鋼中碳含量來(lái)分為超低碳素鋼(碳重量含量0.08％以下)，低碳素鋼(碳重量含量0.08％-0.15％到0.18％)，中高碳素鋼(碳重量含量0.16％到0.19-0.7％)，高碳素鋼(碳重量含量0.7％以上)。鑄造速度大約是以1.2-1.5米/分鐘作為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分，速度低的為低速，速度高的為高速。隨著鋼種的不同，對(duì)保護(hù)渣的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)要求也不同。生產(chǎn)低碳素鋼時(shí)的保護(hù)渣結(jié)晶的傾向大，堿度、熔點(diǎn)、粘度比高碳素鋼要求高。高速連續(xù)鑄造用保護(hù)渣應(yīng)具有低粘度。
隨著保護(hù)渣中的各種氧化物種類、含量不同，保護(hù)渣的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)變化由以下概括保護(hù)渣的粘度一般是隨SiO2，Al2O3含量的上升而逐漸增加，隨著CaO，MgO，Na2O，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)的增加而減小。凝固溫度是隨CaO的上升而增加，隨著SiO2，Al2O3，MgO，Na2O，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)增加而減小，結(jié)晶傾向是隨著CaO，MgO，Na2O，F(xiàn)的上升而增加，隨著SiO2，Al2O3增加而減少。
以前常用的保護(hù)渣有氟含量，這是因?yàn)橹圃毂Ｗo(hù)渣的熔化原料中含有氟，如瑩石(Fluospar，CaF2)，氟化鈉(Sodium Fluorite，NaF)，冰晶石(Cryolite，Na3AlF6)，氟化堿(Sodium Silicofluoride，Na2SiF6)，也包括含氟成分的預(yù)熔料。氟有降低粘度、凝固溫度，提高結(jié)晶化傾向的作用。
本發(fā)明中關(guān)注的部分是代替氟作用的液渣層。包括含B2O3的液渣層，含Li2O的液渣層，含Na2O，MnO2的熔渣組織，作為符合連鑄條件(鋼種、鑄造速度)和其他氧化物(SiO2，CaO，MgO，Al2O3)單獨(dú)或組合使用制作成無(wú)氟保護(hù)渣，具有均勻的熔融性，流動(dòng)性，改善粘度，在連鑄工藝中起著很重要的作用，直接影響鋼坯質(zhì)量和穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于克服上述技術(shù)中的缺點(diǎn)，提出不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，為了在鑄坯凝固及冷卻時(shí)，防止在鑄坯直接撒水的冷卻水中流入氟，使廢水里氟含量變?yōu)榱?，在水處理設(shè)備當(dāng)中沒(méi)有必要處理氟含量。為超低碳素鋼、低碳素鋼、中高碳素鋼及高碳素鋼提供適合低速、高速連續(xù)鑄造使用。本發(fā)明的其他目的是為了適合上述的連續(xù)鑄造條件，用代替氟含量的包括含B2O3的液渣層，含Li2O的液渣層，含Na2O的液渣層及含MnO2的液渣層，和其他氧化物(SiO2，CaO，MgO，Al2O3)單獨(dú)或組合使用，用于鋼的連續(xù)鑄造過(guò)程中，使其代替氟的作用，具有均勻的熔融特性和流動(dòng)性并能改善粘度，從而在連續(xù)鑄造工藝中達(dá)到高效率生產(chǎn)、提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和提高連續(xù)鑄造的產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于具有以下A的組成成分和B的性能范圍A 重量含量％ 組成成分(1)23-40 SiO2(2)20-40 CaO(3)0.5-10 MgO(4)0.5-10 Al2O3(5)0.5-10 MnO2(6)2-15Na2O(7)5-15B2O3(8)0.5-10 CB 性能范圍(1)0.8-2.0的堿度(2)800-1200℃的熔點(diǎn)(3)0.2-5泊的粘度(4)0.1-30.0％的結(jié)晶器率本發(fā)明目的還由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于具有以下A的組成成分和B的性能范圍A 重量含量％組成成分(1)23-40 SiO2(2)20-40 CaO(3)0.5-10MgO(4)0.5-10Al2O3(5)0.5-10MnO2(6)2-15 Na2O(7)5-15 B2O3(8)1-10 Li2O(9)0.5-10CB 性能范圍(1)0.8-2.0的堿度(2)800-1200℃的熔點(diǎn)(3)0.2-5泊的粘度(4)0.1-30.0％的結(jié)晶器率以上兩個(gè)技術(shù)方案，為了達(dá)到發(fā)明目的，能代替氟含量作用的，適合連鑄條件，由以下含B2O3的液渣層，含Li2O的液渣層，含Na2O的液渣層，含MnO2的液渣層，與其他氧化物(SiO2、CaO、MgO、Al2O3等)單獨(dú)或者組合使用。
B2O3系列的原料包括5-60％全融化硼素液渣層組成物，5-55％預(yù)熔料(Frit)，5-60％的灰硼石中包括其中一個(gè)以上構(gòu)成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
B2O3及Na2O系列原料含1-20％無(wú)水硼化物所構(gòu)成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
Na2O系列原料含5-60％合成硅鈣、硅酸鈣，1-15％的純堿，1-20％的鈉鈣硅酸鹽中包括其中一個(gè)以上構(gòu)成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
MnO2系列原料含5-60％的全融化錳干液渣層組成物形成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
Li2O系列原料含1-35％的碳酸鋰，1-20％的鋰輝石中包括其中一個(gè)以上形成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
含B2O3的液渣層是全融化硼素液渣層組成物，〔韓國(guó)專利第2003-14770號(hào)CaO-SiO2-B2O3-Al2O3液渣層〕，預(yù)熔料(Frit，SiO2-CaO-B2O3液渣層)，灰硼石〔參照韓國(guó)專利第0079378號(hào)，CaO-SiO2-B2O3-Al2O3-MgO液渣層〕使用無(wú)水硼化物(Borax Anhydrate，Na2B4O7)，但是使用全熔化硼素液渣層組成物及預(yù)熔料(Frit)能減少保護(hù)渣的結(jié)晶水分的含量，降低漏鋼現(xiàn)象(Break Out)含Li2O液渣層，含Na2O的液渣層，及含MnO2液渣層，碳酸鋰的液渣層(Lithium Carbonate Li2CO3)液渣層，鋰輝石(Spodumene SiO2-Al2O3-Li2O)及上述的硼素熔渣組成物(CaO-SiO2-B2O3-Na2O-Al2O3液渣層)合成鈉鈣硅酸鹽組成物(Sodium Calcium Silicate)〔韓國(guó)專利第2002-3978號(hào)CaO-SiO2-Na2O-Al2O3液渣層〕，純堿(Sodium Carbonate，Na2CO3)鈉鈣硅酸鹽(Sodium Calcium Silicate CaO-SiO2-Na2O液渣層)，錳干液渣層組成物〔參照使用韓國(guó)專利第2002-59050號(hào)MnO2-SiO2-CaO-Al2O3液渣層〕。
上述的含B2O3、Li2O、Na2O、MnO2的液渣層適合上述的連鑄條件，能跟其他的氧化物(SiO2，CaO，MnO2，Al2O3)等單獨(dú)或組合使用，為了達(dá)到本發(fā)明的效果，如表1，表2所示的條件為好。
(表1)
(表2)
表1、表2表示能代替氟成分的含B2O3的液渣層，含Li2O的液渣層，含Na2O的液渣層及含MnO2的液渣層原料的化學(xué)組成，括號(hào)里的數(shù)字表示化學(xué)組成的范圍。(單位是重量％)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣能代替氟成分作用的含B2O3的液渣層，含Li2O的液渣層，含Na2O的液渣層及含MnO2的液渣層，符合連續(xù)鑄造條件(鋼種，鑄造速度等)，單獨(dú)或組合使用時(shí)具有均勻的熔融特性和流動(dòng)性，改善粘度，能夠在連續(xù)鑄造中達(dá)到順利生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。


圖1是本發(fā)明的不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣粉末形狀產(chǎn)品的制造方法的工程圖，在粉末混合機(jī)1內(nèi)，用能代替氟成分的含B2O3的液渣層，含Na2O的液渣層及含MnO2的液渣層原料單獨(dú)或組合跟其他原料混合，再由包裝機(jī)的料罐2輸送包裝好。
圖2是本發(fā)明的不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣中空顆粒形產(chǎn)品的制造方法的工程圖，在嗣服罐3內(nèi)的工業(yè)水里有能代替氟成分的含B2O3，Li2O，Na2O，MnO2的液渣層原料單獨(dú)或組合與其他原料投入制成漿狀，再經(jīng)過(guò)噴霧干燥塔4噴射形成中空顆粒形保護(hù)渣產(chǎn)品，冷卻后再包裝起來(lái)。
圖3a、圖3b是不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣粉末形狀及中空顆粒形產(chǎn)品的制造工藝圖。
按照本發(fā)明的制造方法，使用能代替氟成分的含B2O3的液渣層，含Li2O的液渣層，含Na2O的液渣層及含MnO2的液渣層原料，制成不含氟成分的連續(xù)鑄造用保護(hù)渣應(yīng)用在浦項(xiàng)光陽(yáng)制鐵(Slab)企業(yè)，在超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼，高碳素鋼的生產(chǎn)中，結(jié)果證明適應(yīng)在連續(xù)鑄造上，沒(méi)有發(fā)生漏鋼現(xiàn)象，提高了鑄坯質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
，結(jié)合

實(shí)施例制造不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣，各實(shí)施例列在以下的表中
在以下的實(shí)施例中，例2是由能代替氟成分作用的全融化硼素液渣層組成物50％，純堿7.5％跟其他原料混合；例3是由能代替氟作用的合成硅鈣45％，全融化硼素液渣層組成物15％，純堿11％，鋰輝石2％，碳酸鋰5％，跟其他原料混合，通過(guò)圖2所示設(shè)備的顆粒產(chǎn)品工藝制造。剩下的例1，例4-例14也是上述的例2、例3一樣按照化學(xué)成分的組成含B2O3的液渣層，含Li2O的液渣層，含Na2O的液渣層及含MnO2的液渣層原料，單獨(dú)或跟其他原料混合使用，通過(guò)圖2的顆粒產(chǎn)品工藝制造。
上述的不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣表3，4，5，6同樣在浦項(xiàng)光陽(yáng)制鐵企業(yè)(Slab)制造超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼，高碳素鋼，適應(yīng)在連續(xù)鑄造工程中使用。連續(xù)鑄造工藝使用結(jié)果沒(méi)有發(fā)生漏鋼現(xiàn)象，具有穩(wěn)定性，提高了鑄坯質(zhì)量。
(表3)
(表4)
(表5)
(表6)
表3是超低碳素鋼低速及高速用，表4是低碳素鋼低速及高速用，表5是中高碳素鋼用，表6是高碳素鋼用的目前的含氟成分的保護(hù)渣與本發(fā)明的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣的化學(xué)及物理性質(zhì)對(duì)比的表格。
權(quán)利要求
1.一種超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于具有以下A的組成成分和B的性能范圍A重量含量％ 組成成分(1)23——40 SiO2(2)20——40 CaO(3)0.5——10MgO(4)0.5——10Al2O3(5)0.5——10MnO2(6)2——15 Na2O(7)5——15 B2O3(8)0.5——10CB(1)0.8——2.0的堿度(2)800——1200℃的熔點(diǎn)(3)0.2——5泊的粘度(4)0.1——30.0％的結(jié)晶器率
2.一種超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于具有以下A的組成成分和B的性能范圍A重量含量％ 組成成分(1)23——40 SiO2(2)20——40 CaO(3)0.5——10MgO(4)0.5——10Al2O3(5)0.5——10MnO2(6)2——15 Na2O(7)5——15 B2O3(8)1——10 Li2O(9)0.5——10CB(1)0.8——2.0的堿度(2)800——1200℃的熔點(diǎn)(3)0.2——5泊的粘度(4)0.1——30.0％的結(jié)晶器率
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于B2O3系列的原料包括5-60％全融化硼素液渣層組成物，5-55％預(yù)熔料(Frit)，5-60％的灰硼石中包括其中一個(gè)以上構(gòu)成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于B2O3及Na2O系列原料含1-20％無(wú)水硼化物(Borax Anhydrate)所構(gòu)成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于Na2O系列原料含5-60％合成硅鈣，1-15％的純堿，1-20％的鈉鈣硅酸鹽中包括其中一個(gè)以上構(gòu)成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于MnO2系列原料含5-60％的全融化錳干液渣層組成物形成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
7.按照權(quán)利要求2所述的一種超低碳素鋼，低碳鋼，中高碳素鋼及高碳素鋼用不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法，其特征在于Li2O系列原料含1-35％的碳酸鋰，1-20％的鋰輝石中包括其中一個(gè)以上形成的不含氟成分的煉鋼連鑄用保護(hù)渣。
全文摘要
不含氟的煉鋼連鑄用保護(hù)渣及制造方法是一種新品種的煉鋼連續(xù)鑄造用保護(hù)渣，符合保護(hù)自然環(huán)境的要求。其特征在于具有以下的組成成分和性能范圍23－40％SiO
文檔編號(hào)B22D11/111GK1666829SQ20051006538
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者金寬椿 申請(qǐng)人:青島斯多伯格三一冶金材料有限公司