CN105436446A - 一种用于高锰高铝钢的连铸保护渣及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高锰高铝钢的连铸保护渣及其制备方法，包括按重量百分数计的如下组分：二氧化硅：35～45％；氧化钙：18～24％；氧化镁：4～10％；氧化钾和氧化钠的混合物：5～15％；氧化锰：2～12％；氧化锂和氧化硼的混合物：具有快速成渣和具有良好的吸附夹杂的特点，可以充分发挥连铸保护渣的优势，对钢中渣条的去除有效。对防止钢水二次氧化、结晶器均匀性传热也有利。本技术是实现高锰高铝钢的连铸生产和质量保证的关键技术。

Description

一种用于高锰高铝钢的连铸保护渣及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于高锰高铝钢的连铸保护渣及其制备方法，属于冶金技术领域。

背景技术

当前，连铸保护渣技术是一种改善铸坯表面质量的有效方法，是以CaO-SiO₂-Al₂O₃为基料，Na₂O、K₂O和CaF₂等为熔剂，碳质组分作为骨架材料的一种硅酸盐材料。连铸过程中将保护渣连续、均匀铺展在结晶器钢液表面，熔化后、熔渣流入结晶器与坯壳之间，形成渣膜而逐步消耗；具有绝热保温功能、防止钢液氧化、吸收钢液中上浮夹杂物、控制均匀传热和改善铸坯润滑等作用。

由于高锰高铝钢中Al含量较高，在连铸过程中钢中[Al]与保护渣中的(SiO₂)发生氧化还原反应：4[Al]+3(SiO₂)→2(Al₂O₃)+3[Si]，产物Al₂O₃、Si进入保护渣和钢液中，导致保护渣组成、碱度、粘度和结晶性能发生变化，表现为保护渣结渣条严重、液渣流入不畅，影响保护渣润滑和传热，甚至引发漏钢；铸坯表面容易出现夹渣、凹陷和裂纹等缺陷，部分Al₂O₃产物进入钢液形成夹杂物，影响了产品的后续质量。

考虑到高锰高铝钢液相线较低，结晶器化渣困难，随着浇注时间推移，渣层越浇越厚。保护渣碱度增加，熔化温度升高，浇铸前后保护渣碱度和熔化温度变化较大。熔化温度增大，钢液面上熔渣层厚度变薄；粘度增加，保护渣流动性变差，阻碍液态熔渣流入铸坯与结晶器的缝隙，不利于铸坯的润滑和传热；玻璃形态变差，保护渣对铸坯的润滑性能变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高锰高铝钢连铸保护渣，从解决保护渣熔点、粘度、含Al等具有较强还原元素的氧化入手，提高连铸坯表面质量。

为实现上述发明目的，本发明所采取技术方案如下：

一种用于高锰高铝钢的连铸保护渣，其包括按重量百分数计的如下组分：

考虑到保护渣的变性特点(4[Al]+3(SiO₂)→2(Al₂O₃)+3[Si])，为了使保护渣与高锰高铝钢液反应达到平衡后，保护渣处于低熔点区、并具有适当的理化性质，本发明选择低碱度初始渣，保护渣中CaO和SiO₂是主要成分，配以MgO起到维持粘度的作用。本发明的高锰高铝钢连铸用结晶器保护渣的化学成分的作用机理及其限定原因如下：

CaO：保护渣的主要成分，来源广、价格低，不会与钢中[Al]发生反应。但易与渣中Al₂O₃、SiO₂等生成高熔点的结晶矿相，造成熔化温度升高，故本发明CaO含量控制在18～24％。

MgO:属碱金属在保护渣中代替CaO改善渣的玻璃化程度，稳定粘度作用；但由于MgO熔点较高，且易与其它成分结合生成高熔点的结晶矿相，故本发明MgO控制在4～10％。

SiO₂：保护渣中网络结构形成体，使保护渣形成玻璃相，起到结晶器润滑作用；但易于钢液中[Al]发生反应，影响保护渣性能稳定性。为了保持保护渣性能稳定性，涉及保护渣碱度在0.4～0.7，以期在结晶器内钢～渣反应达到平衡时所形成的液渣碱度控制在1.5以下，故本发明SiO₂含量控制在35～45％。

F：F^-可以替代O^2-破坏网络状硅氧离子，将大的分子团分裂为较小的复合阴离子，从而降低保护渣聚合度，是保护渣中调节粘度的重要元素，本发明F含量控制在6～12％范围。低于6％时，粘度调整不到位；高于12％时，粘度过低且危害环境。

Na₂O+K₂O：助熔剂，析出晶体不利于结晶器传热，故本发明控制5～15％范围。低于5％时，钢渣反应达到平衡后熔渣熔点过高；高于15％时，钢渣反应达到平衡后熔渣熔点过低而不适用。

Li₂O+B₂O₃：Li₂O能显著降低保护渣熔点，同时能起到降低粘度和熔渣结晶温度，促进玻璃化作用，保护渣变性过程中粘度变化平稳，且达到平衡后的熔渣粘度适宜；B₂O₃能抑制保护渣结晶行为。但Li₂O成本相对较高，在与Na₂O+K₂O匹配时，最佳加入量控制在2～6％，本发明将Li₂O和B₂O₃含量控制在5～10％范围。

C：在保护渣中充当骨架，能控制保护渣熔化速度，本发明将C控制在1～4％范围。

作为优选方案，所述氧化钠和氧化钾的重量比为(1～3):1。

作为优选方案，所述氧化锂和氧化硼的重量比分别为(1～3):1。

作为优选方案，所述连铸保护渣的碱度为0.4～0.7。

一种如本发明所述的连铸保护渣的制备方法，其包括如下步骤：

将原料配比后加热至熔化，然后冷却凝固，得凝固渣，将所述凝固渣的水分烘干至低于1wt％，粉碎至200目，装料。

与现有技术相比，本发明开发的高锰高铝钢保护渣，具有快速成渣和具有良好的吸附夹杂的特点，可以充分发挥连铸保护渣的优势，对钢中渣条的去除有效。对防止钢水二次氧化、结晶器均匀性传热也有利。本技术是实现高锰高铝钢的连铸生产和质量保证的关键技术。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。

实施例1：

按表1所示，将18.4wt％的氧化钙、42.6wt％的二氧化硅、5.1wt％的氧化镁、10.3wt％的氧化钾和氧化钠的混合物、7.2wt％的氧化锂和氧化硼的混合物、7.8wt％的氟化纳、4wt％的氧化锰、3.5wt％的焦炭混合均匀后，加热到保护渣熔化温度以上温度熔化，冷却凝固，将凝固后渣内水分烘干小于1％，并粉碎至200目得到本发明的连铸保护渣。

实施例2：

按表1所示，将21.1wt％的氧化钙、41.6wt％的二氧化硅、4.4wt％的氧化镁、11.4wt％的氧化钾和氧化钠的混合物、7.3wt％的氧化锂和氧化硼的混合物、8wt％的氟化纳、3wt％的氧化锰、2.7wt％的焦炭混合均匀后，加热到保护渣熔化温度以上温度熔化，冷却凝固，将凝固后渣内水分烘干小于1％，并粉碎至200目得到本发明的连铸保护渣。

实施例3：

按表1所示，将19wt％的氧化钙、34.5wt％的二氧化硅、7.1wt％的氧化镁、13.5wt％的氧化钾和氧化钠的混合物、9.5wt％的氧化锂和氧化硼的混合物、9wt％的氟化纳、4wt％的氧化锰、2.6wt％的焦炭混合均匀后，加热到保护渣熔化温度以上温度熔化，冷却凝固，将凝固后渣内水分烘干小于1％，并粉碎至200目得到本发明的连铸保护渣。

实施例4：

按表1所示，将30.3wt％的氧化钙、40.6wt％的二氧化硅、4wt％的氧化镁、6.6wt％的氧化钾和氧化钠的混合物、7.1wt％的氧化锂和氧化硼的混合物、6wt％的氟化纳、2wt％的氧化锰、2.4wt％的焦炭混合均匀后，加热到保护渣熔化温度以上温度熔化，冷却凝固，将凝固后渣内水分烘干小于1％，并粉碎至200目得到本发明的连铸保护渣。

表1本发明的实施效果

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (5)

1.一种用于高锰高铝钢的连铸保护渣，其特征在于，包括按重量百分数计的如下组分：

2.如权利要求1所述的连铸保护渣，其特征在于，所述氧化钠和氧化钾的重量比为(1～3):1。

3.如权利要求1所述的连铸保护渣，其特征在于，所述氧化锂和氧化硼的重量比分别为(1～2):1。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的连铸保护渣，其特征在于，所述连铸保护渣的碱度为0.4～0.7。

5.一种如权利要求4所述的连铸保护渣的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将原料配比后加热至熔化，然后冷却凝固，得凝固渣，将所述凝固渣的水分烘干至低于1wt％，粉碎至200目，装料。