[发明专利]一种含三氧化二铁的高锰高铝钢保护渣及其应用

说明书

本发明设计一种含三氧化二铁的高锰高铝钢连铸保护渣及其应用。所述保护渣由以下质量百分比含量的氧化物组分组成：CaO 22～32％、Al₂O₃ 19～29％、SiO₂ 10～16％、MnO 2～8％、Na₂O 6～12％、Li₂O 2～6％、BaO 4％～12％、F^‑ 7％～13％、Fe₂O₃ 2％～10％、(CaO+BaO)/Al₂O₃为1.3～2.3、Fe₂O₃/SiO₂为0.2～0.9。本发明通过控制添加适量的Fe₂O₃获得了粘度较低和结晶性能良好的保护渣。将该保护渣应用于高锰高铝钢板坯连铸生产过程中，能有效地抑制连铸过程中发生的渣钢反应，使连铸过程中保护渣的结晶性能和润滑性能变得更加稳定。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼连铸领域，涉及一种理化性能良好、渣钢反应程度小的高锰高铝钢连铸用结晶器保护渣。

背景技术

随着汽车工业与能源工业的发展，Al作为合金元素加入钢中，以高铝含量的钢种成为研究热点，如TRIP钢和TWIP钢，是新一代先进高强度钢，广泛用于汽车工业；由于高温下Al的化学性质活泼，高铝钢液中的Al将会与保护渣中SiO₂等还原物质发生氧化还原反应，SiO₂的大量消耗将会引起保护渣的碱度(CaO/SiO₂)急剧升高，而保护渣中的Al₂O₃含量显著增加。而保护渣作为连铸过程中重要的功能材料，在连铸结晶器内具有绝热保温、防止钢水二次氧化、吸收非金属夹杂、润滑坯壳和控制传热等重要作用，渣钢反应的剧烈进行会显著恶化保护渣各项理化性能，导致保护渣粘度和结晶性能发生显著变化，保护渣结渣条严重，液渣的流动性不畅，渣消耗量下降，保护渣的润滑和传热控制功能变差，严重时将引发漏钢等恶性事故，并且铸锭还容易出现凹陷、裂纹、夹杂等质量缺陷。

尽管存在上述问题，在目前高锰高铝钢连铸过程中，仍然采用CaO-SiO₂系反应型保护渣。从文献检索的情况来看，公开号为CN105436446A的专利《一种用于高锰高铝钢的连铸保护渣及其制备方法》公开了一种以CaO-SiO₂系为基础的保护渣，其碱度CaO/SiO₂＝0.50～0.60，该设计思路是在连铸过程中添加大量的SiO₂以确保在渣钢反应达到平衡后能获得合适的碱度，以满足连铸的需求。但是该保护渣在连铸过程中会生成大量的Al₂O₃，导致保护渣中的成分发生较大变化，理化性能也会受到影响，会有较厚的渣圈生成，导致液渣难以流入结晶器和坯壳间的缝隙，渣耗量大大减少，另外Al₂O₃是钢中常见的夹杂物，保护渣中Al₂O₃含量的突然升高也会导致钢中的夹杂增多，导致铸坯出现夹渣或表面裂纹等缺陷。

针对传统CaO-SiO₂系保护渣所存在的系列问题，以CaO-Al₂O₃系为基础的新渣系得到了广泛的关注。从文献检索的情况来看，公开号为CN105562641A的专利《一种高锰高铝钢连铸用结晶器保护渣及其制备方法》公开了适用于高锰高铝钢连铸的保护渣。该保护渣能够有效地抑制渣钢反应，降低卷渣的几率，但该保护渣系所添加的熔剂(Na₂O、Li₂O、F^-)含量过少，这会导致保护渣的熔点偏高，钢液液面上保护渣的熔渣层厚度较薄，液渣不能顺利流入铸坯与结晶器壁之间的缝隙，从而恶化润滑及控制传热等重要功能。

发明内容

本发明目的在于针对上述背景技术中提出的问题，提供一种理化性能良好、能够显著抑制渣钢反应的保护渣，以保证连铸过程的顺利进行。