[发明专利]一种高Al2O3含量高铝钢连铸保护渣

说明书

技术领域

本发明属于利用保护粉料的熔融金属处理技术领域，涉及一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，尤其涉及钢中[Al]>1.5%的高铝钢板坯连铸保护渣。

背景技术

连铸保护渣是直接影响连铸稳定生产和改善铸坯质量的一种功能性消耗材料，它具有绝热保温，防止再氧化，吸收夹杂物，均匀传热，润滑坯壳等功能，在连铸工艺中起着至关重要的作用。通常，连铸保护渣以CaO和SiO₂二元系为主，外加CaF₂、Na₂O、Li₂O、MnO等助熔剂用于调节保护渣的熔化温度及黏度等性能，并配入一定量的碳用于控制保护渣的熔化速度。

高铝钢浇铸过程中，由于钢水中的铝含量较高，钢中铝容易与渣中部分氧化物（如SiO₂、MnO）发生如下反应：

[Al]+(MO)→Al₂O₃+[M]

从而使得保护渣中SiO₂被钢中的[Al]还原，造成渣中SiO₂含量的减少以及碱度的明显上升，同时生成的A1₂O₃和钢液中的A1₂O₃夹杂上浮进入渣中造成渣中A1₂O₃含量大幅增加，从而导致保护渣的熔化温度、黏度急剧增加和玻璃形态的恶化，并对铸坯表面质量和连铸工艺顺行产生不利影响。从国内外文献报导和高铝钢生产实践来看：高铝钢连铸过程中保护渣结渣圈严重，致使液渣难以流入铸坯与结晶器间的缝隙，易发生粘结；且铸坯表面容易出现凹陷等缺陷。尤其当钢中铝含量大于1.5%时，上述问题更为突出。

针对上述高铝钢连铸存在的问题，现有保护渣设计主要采用以下两种思路：

（1）通过增加渣中SiO₂含量来控制浇铸过程保护渣碱度在正常范围内变化，并且降低渣中A1₂O₃含量以保持浇铸过程保护渣A1₂O3含量在可控范围内，同时调整渣中其它成分以使保护渣性能满足连铸生产要求。如中国专利CN 200780023032.1，日本专利JP 11226712、JP2000042697以及与低碱度保护渣的有关专利CN 200810039377.2、CN201110220295.X、JP 2005152973、JP 2010042421等。然而，该成分设计只适用于钢中铝含量相对较低的钢种，当钢中铝含量大于1.5%时，浇铸过程渣中A1₂O₃含量将会大幅增加并超出可控范围，导致保护渣的使用性能恶化和影响正常连铸生产。

（2）通过降低渣中SiO₂含量甚至不用SiO₂以降低渣中SiO₂的反应活性，并增加渣中A1₂O₃来替代SiO₂以形成玻璃形态，如专利文献JP 57184563、CN 200710042540.6、CN 201010291962.9、CN201110381293.9等。该成分设计可以避免因钢渣反应造成的成分大幅变化及性能恶化；但渣中SiO₂含量很低且Al₂O₃含量很高，将会导致保护渣的熔化温度升高、玻璃形态变差，不利于保护渣的熔化和保护渣对铸坯的润滑。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高Al₂O₃含量高铝钢连铸保护渣，尤其是针对钢中铝含量大于1.5%的高铝钢，该保护渣具有合适的熔化温度和良好的玻璃形态，能够满足高铝钢连铸生产要求。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高Al₂O₃含量高铝钢连铸保护渣，其中，所述保护渣的化学成分按质量百分含量为：CaO：5~20%，BaO：5~20%，Al₂O₃：20~50%，B₂O₃：2~15%，SiO₂≤7%，助熔剂：CaF₂：6~13%、Na₂O：6~13%、Li₂O：1~4%、MnO：2~6%，C：3~10%，其余为不可避免的杂质。