[發明專利]一種含氧化釔的高鋁鋼用低反應性保護渣

在審

• 申請號: 202110349170.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113084105A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王強強;袁華志;張少達;何生平;王謙;張旭彬
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李杰

本發明公開了一種含氧化釔的高鋁鋼用低反應性保護渣，以重量百分比計，包括如下組分：CaO 25%~40%，SiO₂ 5%~35%，Al₂O₃ 10%~30%，Na₂O 5%~10%，BaO 5%~15%，F^? 5%~10%，MgO 1%~10%，B₂O₃ 1%~10%，Li₂O 1%~5%，Fe₂O₃ 1%~5%，Y₂O₃ 1%~4%，其余為不可避免的雜質。本發明能夠在高鋁鋼連鑄過程起到良好的潤滑和控制傳熱作用，從而保證高鋁鋼連鑄過程的順行，獲得高品質的連鑄高鋁鋼。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，具體涉及一種含氧化釔的高鋁鋼用低反應性保護渣。

背景技術

高鋁鋼連鑄過程中，傳統CaO-SiO₂系保護渣澆鑄高鋁鋼時，由于保護渣中SiO₂等組分被鋼水中高含量的[Al]、[Mn]、[Ti]等合金元素還原，從而導致傳統CaO-SiO₂系保護渣中SiO₂的Si元素被大量置換，并進入鋼液中。同時鋼液中Al和Mn元素則被氧化生成Al₂O₃和MnO進入液渣層，導致了保護渣成分的波動，影響現場保護渣的應用性能。實際結晶器內鋼水與保護渣反應強烈，鋼水二次氧化生成的Al₂O₃夾雜及精煉過程產生的Al₂O₃夾雜在連鑄過程中都有一部分上浮至保護渣中。這幾方面的因素都會導致傳統CaO-SiO₂系保護渣成分發生顯著改變，渣中Al₂O₃含量在實際連鑄過程更高，引發其黏度、熔點、轉折溫度和結晶性能等物性也隨之發生顯著變化，甚至形成多相渣，破壞液渣的均勻性和流動的穩定性，導致熔渣不能順利進入坯殼和結晶器間的縫隙，難以形成均勻的渣膜，極度惡化了渣道內的坯殼潤滑與傳熱條件，致使連鑄坯出現裂紋、凹陷和卷渣等缺陷，甚至導致漏鋼事故的發生。

國內外很多學者都在對該問題進行攻關，但效果欠佳。最主要的困難在于無法在降低或避免鋼渣反應基礎上協調好結晶器內保護渣對鑄坯的潤滑和控制傳熱兩者之間的矛盾。為此，國內外研究人員進行了大量研究，開發出了低反應CaO-SiO₂-Al₂O₃系保護渣。

目前，對CaO-SiO₂-Al₂O₃系保護渣控制傳熱功能的研究大多集中于組分對結晶性能的影響上，雖考慮了鋼渣反應的影響，但忽略了Al₂O₃夾雜上浮促進高熔點礦相析出，惡化潤滑功能的現象。由于渣中鋁含量較高，使鋼凝固過程的包晶點右移，加劇了鋼液凝固過程包晶反應行為以及凝固坯殼在結晶器內的收縮行為。高鋁鋼鑄坯易產生凹陷、縱裂等問題，對保護渣傳熱控制提出了更高的要求。有研究報道通過添加FeO和MnO來降低透過渣膜的輻射傳熱量，但其對象是CaO-SiO₂基保護渣，對于高鋁鋼來說，這兩種氧化物與Al的反應性都很強，因此無法用于CaO-SiO₂-Al₂O₃系保護渣中并起到降低輻射傳熱的作用。在高Al、Mn等強還原性環境下，對如何調節CaO-SiO₂-Al₂O₃系保護渣的輻射傳熱更是未見報導。

因此，針對需要保證潤滑、又要適當減弱傳熱的高鋁鋼，需要設計一種專用的低反應性保護渣，從而在降低或避免鋼渣反應基礎上協調好保護渣對鑄坯的潤滑和控制傳熱兩者之間的矛盾，保證高鋁鋼連鑄過程的順行。

發明內容