一種特大圓坯包晶鋼連鑄結(jié)晶器功能保護(hù)材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金輔料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種特大圓坯包晶鋼連鑄結(jié)晶器功能保 護(hù)材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 高端能源裝備制造業(yè)是我國"十二?五"期間重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，而相 關(guān)關(guān)鍵材料的研究對(duì)推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展又起到至關(guān)重要的作用。
[0003] 能源裝備材料中12CrM〇V、15CrM〇G等合金耐熱無縫鋼管，其性能要比一般的無縫 鋼管高很多，因?yàn)檫@種鋼管里面含Cr、Mo合金元素較多，其耐高溫、耐低溫、耐腐蝕的性能 是其他無縫鋼管比不上的，所以合金管在石油、化工、電力、鍋爐等行業(yè)的用途比較廣泛。由 于此類合金鋼連鑄坯質(zhì)量要求高，宜于澆鑄大斷面連鑄坯，目的是增加軋制最終棒材的壓 縮比，是保證鋼管內(nèi)在質(zhì)量所需的一個(gè)重要條件，所以澆鑄12CrM 〇V、15CrM〇G鋼種，一般使 用0 500~1000 mm的特大圓坯澆鑄。
[0004] 由于12CrMoV、15CrMoG鋼種中C :0. 08~0. 15%，屬于包晶范圍鋼，在凝固過程中， 由于δ +L - γ相變而發(fā)生包晶反應(yīng)，體積收縮0.38%，從而導(dǎo)致鑄坯與結(jié)晶器壁之間產(chǎn) 生氣隙，降低了凝固坯殼向結(jié)晶器的傳熱速率。結(jié)晶器內(nèi)氣隙的產(chǎn)生是非均勻的，造成坯殼 向結(jié)晶器的傳熱不均勻和凝固坯殼內(nèi)的溫度梯度分布不均勻，這些都使坯殼厚度和坯殼內(nèi) 部熱應(yīng)力分布不均勻。在熱應(yīng)力、摩擦力、鋼水靜壓力等作用下，坯殼的薄弱處很容易產(chǎn)生 縱向凹陷和裂紋。而且大圓坯0 500~1000 mm澆鑄時(shí)，為確保足夠初生坯殼厚度以減少鑄 坯鼓肚，配入結(jié)晶器冷卻水量往往較大，由此也加劇鑄坯表面產(chǎn)生縱向凹陷和裂紋傾向，保 護(hù)渣渣膜作為坯殼和結(jié)晶器之間的傳熱介質(zhì)，對(duì)改善結(jié)晶器傳熱和鑄坯表面質(zhì)量具有重要 作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種特大圓坯包晶鋼連鑄結(jié)晶器功能保護(hù)材料，不僅在結(jié)晶 器內(nèi)熔化均勻、渣圈少，正常拉速時(shí)液渣厚度為8~10mm，每噸鋼耗量為0. 1~0. 35Kg，坯 殼的薄弱處不產(chǎn)生縱向凹陷和裂紋，鑄坯表面無清理率達(dá)98%以上。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，一種特大圓坯包晶鋼連鑄結(jié)晶器功能保護(hù)材料，由下述組 分組成，各組分及其組分含量按質(zhì)量百分比計(jì)為：預(yù)熔料：55~60份、方解石：3~7份、碳 酸鈉：2~4份、螢石：12~18份、高鋁土 ：2~4份、冰晶石：3~5份、碳酸鋰：2~3份、 碳黑：1. 8~2. 5份、石墨碳：6~10份。
[0007] 進(jìn)一步的，所述保護(hù)材料的有效成分百分含量為Si02:23 . 3~29. 3%、Ca0 :28· 3~ 34. 3%、Li2O :彡 2. 0%、Al2O3:10. 5 ~13. 0%、K 20 +Na2O :2· 5 ~6. 5%、Γ :0· 9 ~3. 5%、MgO : 彡 1.3%、Fe2O3:彡 3.0%。
[0008] 進(jìn)一步的，所述各組分及其組分含量按質(zhì)量百分比計(jì)為：預(yù)熔料：57. 5份、方解 石：5份、碳酸鈉：3份、螢石：15份、高鋁土 ：3份、冰晶石：4份、碳酸鋰：2. 5份、碳黑：2份、 石墨碳：8份。
[0009] 進(jìn)一步的，所述保護(hù)材料的二元堿度（Ca0/Si02)為1. 15~1. 25。
[0010] 所述預(yù)熔料成分包括：Si02:34. 0 ~38. 0%、Ca0 :34. 0 ~44. 0%、Α1 203:2· 0 ~4. 0%、 R2O :10. 0 ~13. 0%、Γ:7· 0 ~8. 5%。
[0011] 本發(fā)明的發(fā)明人優(yōu)化產(chǎn)品配方配比，新加入化學(xué)熔劑，有效提高產(chǎn)品潤滑功能， 提升使用效果，工藝流程簡(jiǎn)捷、合理，熔煉徹底，產(chǎn)率高、節(jié)能降耗，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn) 定。該產(chǎn)品具有輔展性好、熔化均勻、熱傳穩(wěn)定，澆鑄鑄坯表面光潔平整，成材率高等特點(diǎn)。 12CrMoV、15CrMoG等包晶鋼特大圓坯澆鑄時(shí)，由于δ +L - γ相變而發(fā)生包晶反應(yīng)，體積 收縮0. 38%，從而導(dǎo)致鑄坯與結(jié)晶器壁之間產(chǎn)生氣隙，降低了凝固坯殼向結(jié)晶器的傳熱速 率。結(jié)晶器內(nèi)氣隙的產(chǎn)生是非均勻的，造成坯殼向結(jié)晶器的傳熱不均勻和凝固坯殼內(nèi)的溫 度梯度分布不均勻，這些都使坯殼厚度和坯殼內(nèi)部熱應(yīng)力分布不均勻。在熱應(yīng)力、摩擦力、 鋼水靜壓力等作用下，坯殼的薄弱處很容易產(chǎn)生縱向凹陷和裂紋。本發(fā)明的特大圓坯包晶 鋼功能保護(hù)材料具有能改善傳熱特性，克服了上述問題，提高保護(hù)渣的潤滑能力，液渣層流 入通道均勻，渣耗穩(wěn)定的功能，從而達(dá)到鑄坯表面光整，振痕均勻，為連鑄生產(chǎn)的順行和鑄 坯熱送提供技術(shù)支撐。因質(zhì)量好、應(yīng)用廣泛，如該成果迅速轉(zhuǎn)化，必將促進(jìn)其它保護(hù)渣生產(chǎn) 企業(yè)對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代，提高其本身的技術(shù)水平，從而大大促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。有效地 解決了鑄坯表面缺陷，使廢品率降低20~30%，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益；作為特殊鋼專用保 護(hù)材料，成品材銷售價(jià)格有所提高，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益；產(chǎn)品性能穩(wěn)定，確保生產(chǎn)順利進(jìn) 行，避免漏鋼等事故帶來的損失，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益。攻克特大圓坯包晶鋼連鑄保護(hù)材 料的技術(shù)難關(guān)，促進(jìn)了技術(shù)進(jìn)步，加快了該行業(yè)的快速發(fā)展。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 實(shí)施例1 : 一種特大圓坯包晶鋼連鑄結(jié)晶器功能保護(hù)材料，由下述組分組成，各 組分及其組分含量按質(zhì)量百分比計(jì)為：預(yù)熔料：55份、方解石：3份、碳酸鈉：2份、螢石：12 份、高鋁土 ：2份、冰晶石：3份、碳酸鋰：2份、碳黑：1. 8份、石墨碳：6份。
[0013] 進(jìn)一步的，所述保護(hù)材料的有效成分百分含量為Si02:23 . 3%、CaO :28· 3%、Li 20 : 1. 0%、Al2O3:10. 5%、K 20 +Na2O :2· 5%、Γ :0· 93%、MgO :0· 65%、Fe2O3:1. 8%。
[0014] 所述預(yù)熔料成分包括：Si02:34. 0%、CaO :34· 0%、Al 203:2· 0%、R 20 :10· 0%、Γ:7· 0% 及其他微量元素。
[0015] 實(shí)施例2 :-種特大圓坯包晶鋼連鑄結(jié)晶器功能保護(hù)材料，由下述組分組成，各組 分及其組分含量按質(zhì)量百分比計(jì)為：預(yù)熔料：60份、方解石：7份、碳酸鈉：4份、螢石：18份、 高鋁土 ：4份、冰晶石：5份、碳酸鋰：3份、碳黑：2. 5份、石墨碳：10份。
[0016] 進(jìn)一步的，所述保護(hù)材料的有效成分百分含量為Si02:28 . 9%、CaO :34· 2%、Li 20 : 1. 9%、Al2O3:13. 0%、K 20 +Na2O :6· 2%、Γ :3· 4%、MgO : 1. 23%、Fe203:2. 6%。
[0017] 所述預(yù)熔料成分包括：Si02:38 . 0%、CaO :44. 0%、Al 203:4· 0%、R 20 :13. 0%、Γ:8· 5% 及其他微量元素。
[0018] 實(shí)施例3 :-種特大圓坯包晶