[發(fā)明專利]用于高鋁鋼的連鑄保護渣及其析晶率檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611081050.2
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108115103A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張晨;蔡得祥;胡暑名
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111;G01N25/14
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平;王建崗

本發(fā)明提供了一種用于高鋁鋼的連鑄保護渣及其析晶率檢測方法，其中按照重量百分比，該保護渣包括如下組分：Na₂O：6～12％、F：10～15％、B₂O₃：0～5％、MgO：1～5％、Al₂O₃：2～7％、C：1～4％、不大于2％的雜質(zhì)，其余為CaO與SiO₂，所述CaO與SiO₂的比值為1.5～2.0；該保護渣的熔點為1050～1150℃，1300℃粘度為0.05～0.10Pa.s，析晶率為30～90％。該保護渣可緩解渣鋼反應(yīng)，保證熔渣對鑄坯的正常潤滑效果，可明顯改善高鋁鋼鑄坯表面的夾渣、縱裂等質(zhì)量缺陷，大大降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煉鋼連鑄用的輔助材料，具體涉及一種高鋁鋼用無鋰保護渣及其析晶率檢測方法。

背景技術(shù)

保護渣是一種覆蓋在鋼水表面的煉鋼輔助用功能材料，外形呈黑色粉末狀或小顆粒狀。它具有絕熱保溫、防止鋼水氧化、吸收夾雜、潤滑及控制傳熱等多種功能，是煉鋼過程控制鑄坯表面質(zhì)量的最后一道工藝要素。為保證保護渣的這五大功能，當(dāng)保護渣覆蓋在鋼水表面時，必須在鋼水和固態(tài)保護渣之間形成一定厚度的液渣層，從而有效防止空氣的進入及容納更多的外來夾雜，并為鑄坯與結(jié)晶器銅板縫隙之間提供充足的液態(tài)熔渣，從而保證良好的潤滑和傳熱的控制。一旦保護渣性能不良，不能保證液渣層的足夠厚度和充分的消耗量，就會引起鑄坯產(chǎn)生夾渣、裂紋等表面缺陷，嚴(yán)重的使拉坯阻力過大而造成漏鋼事故。因此，保護渣是保證連鑄工藝順行和鑄坯表面質(zhì)量的重要手段。

通常，保護渣以CaO、SiO₂二元系為主，外配CaF₂、Na₂O、Li₂O等助熔劑，以及少量的Al₂O₃、MgO、MnO等組元和一些其它不可避免的雜質(zhì)(如Fe₂O₃)組成，從而達到適宜的理化性能，滿足上述使用要求。由于保護渣的熔點相對于鋼水溫度而言低400～500℃，因此，為控制相對低熔點的保護渣在鋼水表面能緩慢熔化，還必須配入一定量的炭質(zhì)材料，如碳黑和石墨。炭質(zhì)材料由于具有很高的熔點，能有效阻止保護渣液滴的聚集，從而控制保護渣的熔化速度；且炭質(zhì)材料又能完全燃燒變?yōu)闅怏w，對保護渣不造成污染，因此是一種既廉價又實用的骨架材料。總之，保護渣是一種以CaO、SiO₂為主(二者含量約占60－70％)的多種氧化物和氟化物的混合體。

由于鋁具有較好的脫氧、細化晶粒、耐蝕性等作用，因此在鋼水中是很常見的元素之一，同時鋁也是一種還原性很強的元素。在鋼水澆注過程中，于結(jié)晶器內(nèi)與保護渣直接接觸，不可避免地與保護渣中以SiO₂為主的組元發(fā)生如下氧化還原反應(yīng)：

4[Al]+3(SiO₂)＝3[Si]+2(Al₂O₃) (1)

該反應(yīng)導(dǎo)致保護渣中SiO₂被鋼水中的鋁還原，生成的Al₂O₃又進入到保護渣中，促使粘度急劇升高，SiO₂的減少又使保護渣熔點增加，這些成分的變化最終導(dǎo)致保護渣嚴(yán)重變性，繼而喪失應(yīng)有的冶金功能，非常不利于連鑄工藝的順行和鑄坯表面質(zhì)量的提高。同時由于Li₂O能顯著降低熔渣的熔點和粘度，是一種非常有效的助熔劑，因此，不少專利文獻中均提出通過添加大量的Li₂O來消除渣鋼反應(yīng)導(dǎo)致的熔點、粘度的急劇升高。如公開號為JP2008030062的日本專利文獻中提到Li₂O的加入量為7～13％，公開號為JP 2006110578的專利申請文獻中則為5～15％，公開號為CN102389955的中國專利文獻中則為3～10％。即使沒有大量的添加，Li₂O在現(xiàn)有技術(shù)中也基本認為是不可或缺的組成，如公開號為CN103909241、CN102764866和CN101332497的中國專利申請文獻中，其含量也在1～5％的范圍。