[發明專利]一種高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣

在審

• 申請號: 201410104698.1
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103909241A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 王謙;何生平;楊杰;徐鵬;包秀芝
• 申請（專利權）人: 西峽縣恒基冶材有限公司
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

技術領域

本發明屬于連鑄生產技術領域，涉及到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]=1%～3.5%）鋼種的板坯連鑄生產。

背景技術

為實現節能減排，汽車行業材料向著輕量化、高強度方向發展。高鋁鋼如相變誘導塑性（TRIP）鋼及孿晶誘導塑性（TWIP）鋼，憑借其塑性和強度的完美結合，在汽車領域具有很好的應用前景。但是，在高鋁鋼的澆鑄過程中，由于鋼液中[Al]含量較高，易與傳統保護渣中的組分發生反應，導致保護渣性能惡化、鋼水增硅、水口堵塞等系列問題，影響鑄坯質量及連鑄順行。另外，部分高鋁鋼屬于裂紋敏感性鋼種，在凝固過程中會發生包晶反應，從而容易產生縱裂等表面質量缺陷。

針對高鋁鋼澆鑄過程中渣鋼反應性的難題，現在主要有兩種解決思路：?

其一，采用低黏度、低堿度的CaO-SiO₂系保護渣。中國專利CN102233414B涉及一種高鋁高錳型無磁鋼結晶器保護渣及其制造方法，其保護渣的成分為：CaO+SiO₂:52～56%且堿度為0.55～0.65，MnO:4～6%，Na₂O:8～14%，F:8～10%，Li₂O:1.5～2.5%，B₂O₃:4～8%，Al₂O₃:1～4%，C:5～7%。該發明保護渣堿度范圍為0.55～0.65，以期在結晶器內鋼渣反應達到平衡后，液渣堿度在1.0～1.2，從而滿足連鑄要求。但是由于SiO₂含量很高，渣鋼反應程度很大，鋼渣反應的進行在改變保護渣成分范圍的同時產生了大量Al₂O₃夾雜，如果保護渣不能及時吸收多余的Al₂O₃夾雜，這會造成鑄坯表面及皮下夾雜缺陷。另外，保護渣中反應性組分Na₂O（8～14%）和B₂O₃（4～8%）同樣會和鋼水中的[Al]發生反應，從而惡化保護渣的性能。因此，本發明保護渣在實際使用過程中，會存在結渣圈和保護渣性能惡化等問題，從而不能實現多爐次連澆。

其二，利用Al₂O₃取代SiO₂，研發CaO-Al₂O₃基保護渣。日本專利JP57184563最早報道了適應高鋁鋼連鑄生產的鋁酸鈣系保護渣，其中SiO₂含量控制在7%以下，但是該發明保護渣由于SiO₂含量過低，從而玻璃性差且熔化溫度高，因此加入了大量助溶劑特別是元素F，這使得環境污染加劇，設備腐蝕嚴重；中國專利CN101332497B公開了一種高鋁鋼用連鑄保護渣及其制造方法，該專利保護渣將SiO₂含量控制在2%以內，雖然能降低渣鋼反應性，但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。同時，該專利保護渣中Na₂O含量（10%～16%）較高，仍會與鋼水中的鋁發生反應，并且過高的Na₂O會以Na-Al-O晶體不均勻析出，影響鑄坯到結晶器的傳熱；中國專利CN102764886A發明了一種高Al₂O₃含量高鋁鋼連鑄保護渣，其中SiO₂含量控制在7%以下，雖然通過加入BaO取代部分CaO以改善保護渣的玻璃性，但同樣存在反應性組分B₂O₃（2～15%）和Na₂O（6～13%）含量較高的問題，因此，該保護渣在實際應用過程中仍會存在渣鋼反應性，從而惡化保護渣性能;?中國專利CN102389955B涉及一種高鋁鋼連鑄用結晶器保護渣，該專利雖從一定程度上降低了渣鋼反應性且具有較強吸收Al₂O₃夾雜的能力，但是由于該專利中SiO₂含量較低（3～15%），因此加入了較多的助溶劑Li₂O（3～10%）和BaO（5～20%），導致連鑄成本稍微偏高。