[發明專利]一種高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣

有效

• 申請號: 201110381293.9
• 申請日: 2011-11-26
• 公開（公告）號: CN102389955A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 王謙;何生平;吳婷;徐建飛;楊穎
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111;B22D11/07
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及一種高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣,?適用于凝固過程中有包晶反應的高鋁鋼（[Al]=0.5%～3.5%）鋼種的板坯連鑄生產。

?

背景技術

傳統的結晶器保護渣主要由CaO和SiO₂組成，此外為調節熔融渣的黏度和凝固溫度，會添加Al₂O₃、MgO、Na₂O、F和Li₂O等，另外為調整熔渣的熔化速度還會添加C等。

在高鋁鋼澆鑄過程中，由于鋼水中的高鋁含量，容易與保護渣中一些組成元素發生反應，引起保護渣成份發生改變，從而導致保護渣性能不穩定。另外，由于部分高鋁鋼屬于裂紋敏感鋼，在凝固過程中會發生包晶反應，從而產生相變收縮應力，如果澆鑄過程中收縮應力來不及釋放時，容易產生縱裂等表面質量缺陷。

降低保護渣中易與鋼水中鋁發生反應的一些成份的含量，能在一定程度上減少渣鋼反應帶來的不利影響。例如，中國專利200710042540.6公開的“一種高鋁鋼用連鑄保護渣及其制造方法”，此發明的技術特征在于，其組成成份的重量百分比為：CaO+Al₂O₃：50%~60%，且CaO/Al₂O₃=0.7~1.3，SrO：4%~10%，BaO：2％~5％，MgO：1.5~3%，助熔劑：Na₂O：10%~16%，Li₂O：2%~5%，F：6%~12%，并保持SiO₂≤2%。該發明將SiO₂含量控制在2%以內，能降低渣鋼反應性，有效抑制了渣鋼反應引起的保護渣成份改變和性能惡化，從而使得高鋁鋼連鑄生產順利進行，鑄坯表面質量良好。但是，由于該發明保護渣堿度高，結晶性強，在應用過程中會存在熔化欠佳、易結渣圈及消耗量偏低的問題。另外，該發明中Na₂O含量較高，仍會與鋼水中的鋁發生反應，從而對熔融渣的凝固溫度等造成不利影響，而且Na₂O會以Na-Al-O晶體不均勻析出，影響鑄坯到結晶器的傳熱。

常規包晶鋼保護渣通過在凝固過程中析出槍晶石晶體來控制鑄坯向結晶器的傳熱，以實現鑄坯表面的緩冷和均勻冷卻。但連鑄含高Al的鋼種時，因為保護渣組成變動，所以穩定生成槍晶石困難。中國專利200780023032.1公開的“高鋁鋼的連續鑄造方法及結晶器保護渣”，該發明保護渣中Li₂O含量為7~13%，通過使渣膜中析出LiAlO₂晶體來取代槍晶石控制傳熱。該發明保護渣能夠有效地防止鑄坯的凹凸和裂紋，但是使LiAlO₂析出能夠防止鑄坯的凹凸和裂紋的正確的機理尚不明確，并且Li₂O含量偏高，會增加連鑄的成本。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明提供一種適用于凝固過程中有包晶反應的高鋁鋼（[Al]=0.5%～3.5%）鋼種板坯連鑄生產的結晶器保護渣。本發明的高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣解決的技術問題是減緩渣鋼反應引起的保護渣性能惡化，提高渣鋼界面張力以防止卷渣，保證良好的潤滑鑄坯和控制傳熱特性，提高吸附Al₂O₃夾雜的能力。

本發明的另一目的是提供制備所述高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣的方法。

本發明采用的技術方案為：一種高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣，其特征在于，組成元素成份重量百分比滿足：15%≤CaO≤40%，3%≤SiO₂≤15%，10%≤Al₂O₃≤20%，MgO≤3%，Fe₂O₃≤3%，6%≤F≤15%，Na₂O≤1.5%，3%≤Li₂O≤10%，?5%≤BaO≤20%，SrO≤5%，B₂O₃≤5%，2%≤C≤15%，其余為雜質。

本發明的高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣的化學成份的作用機理及其限定原因如下：

CaO：是保護渣中的主要成份，來源廣，成本低，而且不會與鋼液中Al發生反應。但由于CaO易與其它成份結合生成高熔點的結晶礦相，引起熔化溫度升高，故本發明將CaO含量控制在15~40%范圍。