一種含Al、Ti低碳鋼連鑄中間包覆蓋劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵連鑄技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種含AUTi低碳鋼連鑄中間包覆蓋劑及其 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 中間包覆蓋劑是連鑄過程中重要的功能材料。中間包覆蓋劑在連鑄中間包內(nèi)發(fā)揮 絕熱保溫、防止液面結(jié)殼、隔絕空氣、防止鋼水二次氧化W及吸收非金屬夾雜等重要作用， 因此冶煉過程中，中間包覆蓋劑對(duì)連鑄過程的順利進(jìn)行W及鋼材質(zhì)量都有極大的影響。
[0003] 鋼中添加合金元素是改善鋼材質(zhì)量的常見方法，但添加合金元素也對(duì)其生產(chǎn)過程 帶來不利影響。含AUTi低碳鋼中的元素Al和Ti在連鑄中間包內(nèi)與烙融中間包覆蓋劑接觸 的過程中，會(huì)在渣/鋼界面與中間包覆蓋劑中部分氧化物反生氧化還原反應(yīng)。例如:含Al、Ti 低碳鋼中的Al和Ti與中間包覆蓋劑中的Si〇2發(fā)生氧化還原反應(yīng)：4[Al]+3(Si〇2) = [Si] + (Al2〇3);[Ti] + (Si〇2) = [Si] + (Ti〇2)。反應(yīng)生成的AI2O3及Ti〇2進(jìn)入中間包覆蓋劑，Si進(jìn)入鋼 液中。Ah〇3及Ti〇2的消耗將引起中間包覆蓋劑的堿度(CaO/Si〇2)急劇升高，生成的Ah〇3將 導(dǎo)致中間包覆蓋劑中的氧化侶含量顯著增加。此外，鋼液中的活潑元素還會(huì)跟鋼液中溶解 的氧和氮反應(yīng)，生成Al2〇3、AlN、Ti化、TiN等夾雜物進(jìn)入中間包覆蓋劑中。若無法將其除去， 則會(huì)導(dǎo)致中間包覆蓋劑粘度、烙化溫度等特性發(fā)生顯著變化，中間包覆蓋劑保溫功能、吸收 夾雜物能力大大下降，從而導(dǎo)致各種鑄巧問題。
[0004] 從文獻(xiàn)檢索的情況來看，雖然目前中間包覆蓋劑研究及開發(fā)的專利不少，但很少 有針對(duì)含Al、Ti低碳鋼的?？谥虚g包覆蓋劑。比如說公開號(hào)為CN103111592A的專利《中間 包覆蓋劑》，其中間包覆蓋劑雖然能吸附鋼液中的非金屬夾雜物、凈化鋼水并可W對(duì)鋼液保 溫，但未考慮覆蓋劑會(huì)對(duì)鋼水增碳，故不適用于低碳鋼；公開號(hào)為CN104001884A的專利 《高堿度中間包覆蓋劑》，公開的是一種?？卺槍?duì)超低碳鋼設(shè)計(jì)的中間包覆蓋劑，雖然能有 效防止增碳，但未考慮含AUTi低碳鋼中活潑元素帶來的特殊問題，故不適用于含AUTi低 碳鋼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含AUTi低碳鋼連鑄 中間包覆蓋劑及其應(yīng)用，所述含Al、Ti低碳鋼連鑄中間包覆蓋劑能夠高效吸收含Al、Ti低碳 鋼中的夾雜物，改善中間包內(nèi)鋼水的潔凈度，很好地防止鋼液二次氧化、防止增碳，改善鑄 巧質(zhì)量，同時(shí)具有良好的保溫性能。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，本發(fā)明之含AKTi低碳鋼連鑄中間包 覆蓋劑，W質(zhì)量百分比計(jì)包括下述組分： CaO32~43%，優(yōu)選為33~40%，進(jìn)一步優(yōu)選為34~38〇/〇; Si〇2 7~14%，優(yōu)選為8~13%，進(jìn)一步優(yōu)選為9~12%; Al2〇3 25~32%，優(yōu)選為28~31%，進(jìn)一步優(yōu)選為29~30〇/〇; MgO6~14%，優(yōu)選為6.5~13.5%，進(jìn)一步優(yōu)選為7~13%; (Na2〇+Li2〇) 6~13%，優(yōu)選為7~12%，進(jìn)一步優(yōu)選為8~11〇/〇; 化化3~7%，優(yōu)選為4~6.5%，進(jìn)一步優(yōu)選為5~6〇/〇; C0.5~1.5%，優(yōu)選為0.6~1.4%，進(jìn)一步優(yōu)選為0.9~1.3〇/〇， Ti〇2 1.1~2%，優(yōu)選為1.5~1.9%，進(jìn)一步優(yōu)選為1.6~1.8〇/〇。
[0007] 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，CaO與Si化質(zhì)量比為2.29~6.14:1，優(yōu)選為2.54~5: 1，進(jìn)一步優(yōu)選為2.83~4.22:1。
[000引本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，化20與Li20的質(zhì)量比為5~25:1，優(yōu)選為8~22:1，進(jìn)一 步優(yōu)選為10~20:1。
[0009] 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑的烙點(diǎn)范圍為1175~1295°C、1300°C的粘度為0.6~1.1 P過? So
[0010] 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑的應(yīng)用，包括用作含Al、Ti低碳鋼連鑄中間包覆蓋劑。
[001。 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑的應(yīng)用，所述含Al、Ti低碳鋼中，C質(zhì)量百分含量含0.1%。
[0012]本發(fā)明所述中間包覆蓋劑的應(yīng)用，所述含AUTi低碳鋼中，Al質(zhì)量百分含量< 0.5%，Ti質(zhì)量百分含量< 0.5%。
[001引本發(fā)明的原理： 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，適量添加Al203的主要作用是：增加烙渣中Al203的活度， 從而抑制反應(yīng)4[Al]+3(Si化) = [Si] + (Al2〇3)向右進(jìn)行，減少鋼渣反應(yīng)，使得鋼渣界面不再活 躍;A12化添加還會(huì)導(dǎo)致界面張力上升，防止卷渣。
[0014]本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，適量添加Ti化的主要作用是：增加烙渣中Ti化的活 度，從而抑制反應(yīng)[Ti] + (Si化) = [Si] + (Ti化）向右進(jìn)行，減少鋼渣反應(yīng)導(dǎo)致的界面張力降低， 防止卷渣。
[001引另外，中間包覆蓋劑中添加適量的Al203和Ti02還能減少Si02被還原量及Al203的增 加量，穩(wěn)定中間包覆蓋劑的堿度，減少中間包覆蓋劑的變性。
[0016] 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，適量添加B2化的主要作用是:配入適量化化，其與Si化 協(xié)同作用，對(duì)Al2〇3、Ti化、TiN等夾雜物進(jìn)行吸收溶解，形成低烙點(diǎn)物質(zhì)，使烙點(diǎn)降低，防止鋼 液結(jié)殼。
[0017] 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，適量添加化2〇和Li2〇的主要目的是:通過控制NasO和 Li2〇的質(zhì)量比，加上二者與其它組元的協(xié)同作用，特別是其與B2化的協(xié)同作用，使中間包覆 蓋劑粘度降低，同時(shí)降低中間包覆蓋劑的烙化溫度。
[0018] 本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，適量添加MgO的主要作用是:MgO與中間包覆蓋劑耐 火材料中的Al2〇3形成高烙點(diǎn)的MgO?Al2〇3尖晶石，從而減輕對(duì)中間包耐火材料的侵蝕。 [0019]本發(fā)明所述中間包覆蓋劑中，添加C0.5~1.5%的目的是:配入一定量的C，可W有 效防止中間包鋼液二次氧化;同時(shí)將C含量保持在1.5%W下，是防止鋼液增碳。
[0020] 本發(fā)明通過控制化0與Si化質(zhì)量比為在2.29~6.14的主要目的是:提高中間包覆蓋 劑的堿度，降低鋼水對(duì)中間包耐火材料的侵蝕。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明所具有的優(yōu)勢(shì)： 1)抑制鋼渣反應(yīng)能力強(qiáng)。通過添加適量的Al2〇3和Ti化，從而來抑制鋼渣反應(yīng)，使得鋼渣 界面不再活躍，從而減弱卷渣趨勢(shì)；同時(shí)也能穩(wěn)定中間包覆蓋劑的成分，使其理化性能控制 在合理的范圍內(nèi)。
[0022] 2)有效防止二次氧化，同時(shí)避免增碳。通過添加適量的C，在保證中間包覆蓋劑有 效防止鋼液二次氧化的同時(shí)，盡可能的減少中間包覆蓋劑對(duì)鋼水的增碳作用。
[0023] 3)高效吸收夾雜物。通過對(duì)B2化、化2〇和Li2〇等成分的合理配比，使中間包覆蓋劑 的粘度及界面張力減少，提高中間包覆蓋劑對(duì)夾雜物潤(rùn)濕性，促進(jìn)夾雜物的烙解吸收，改善 了中間包內(nèi)鋼水的潔凈度。
[0024] 綜上所述，本發(fā)明之含Al、Ti低碳鋼連鑄中間包覆蓋劑，能夠高效吸收含Al、Ti低 碳鋼中的夾雜物，改善中間包內(nèi)鋼水的潔凈度，很好地防止鋼液二次氧化、防止增碳，改善 鑄巧質(zhì)量，同時(shí)具有良好的保溫性能等特點(diǎn)。本發(fā)明中間包覆蓋劑能保證含Al、Ti低碳鋼連 鑄生產(chǎn)順利進(jìn)行。
【具體實(shí)施方式】
[0025] W下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不是W 任何形式來限制本發(fā)明。
[0026] 本發(fā)明的中間包覆蓋劑烙點(diǎn)、1300°C的粘度分別采用冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T186和YB/ T185測(cè)定。中間包總氧量采用新型快速定氧傳感器檢測(cè)，夾雜物減少量采用顯微評(píng)定方法 檢測(cè)，鋼水溫降采用紅外測(cè)溫儀檢測(cè)。
[0027] 實(shí)施例1 一種含AUTi低碳鋼連鑄中間包覆蓋劑，其包括W下質(zhì)量百分含量的組分:Ca0:37.3%，Si〇2:9.9%，Al2〇3:28.3%，Mg0:8.1%，（化2〇+Li2〇):9.4%，B203:3.9%，C: 1.4%，Ti〇2:1.7%。該中 間包覆蓋劑的堿度化0/Si化為3.77:1。所述中間包覆蓋劑中，化2〇與Li2〇的質(zhì)量比為8:1。
[0028] 采用上述方法測(cè)得的中間包覆蓋劑的主要物性指標(biāo)見表1所示。
[0029] 該實(shí)施例之中間包覆蓋劑用于碳含量為0.03wt%，Al含量為0.3wt%，Ti含量為 0.3wt%的含AUTi低碳鋼連鑄工藝;經(jīng)檢測(cè)，在中間包內(nèi)總含氧量小于12ppm，鋼液經(jīng)過中間 包自Ll后夾雜物總量減少46%，鋼水溫降8C。
[0030] 實(shí)施例2 一種含Al、Ti低碳鋼連鑄中間包覆蓋劑，其包括W下質(zhì)量百分含量的組分:CaO: 33.6%， Si〇2:13.3%，A12〇3:27.1 %，MgO:9.1%，（化20+Li2〇):9.9%，B203:4.6%，C:0.8%，Ti〇2:1.6%。該中 間包覆蓋劑的堿度化0/Si化為2.53:1。所述中間包覆蓋劑中，化2〇與Li2〇的質(zhì)量比為12:1。
[0031] 采用上述方法測(cè)得的中間包覆蓋劑的主要物性指標(biāo)見表1所示。
[0032] 該實(shí)施例之中間包覆蓋劑用于碳含量為0.03wt%，Al含量為0.3wt%，Ti含量為 0.3wt%的含Al、Ti低碳鋼連鑄工藝;經(jīng)檢測(cè)，在中間包內(nèi)總含氧量小于15ppm，鋼液經(jīng)過中間 包自Ll后夾雜物總量減少51%，鋼水溫降9C。