CN105834383A - 稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣及其制备方法，保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 5~15%，B₂O₃ 1~10%，CeO₂ 5~20%，SiO₂ 2~8%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质；并外配有辅助成分碳质材料占主成分总质量的1~5%。制备方法为：准备CaO、Al₂O₃、SiO₂、Li₂CO₃、B₂O₃和CeO₂作为主成分原料，其中Li₂CO₃按所需要Li₂O的量准备；混合均匀后加热至1450±10℃高温预熔；水淬、干燥、破碎并筛分；加入碳质材料混合均匀。本发明的保护渣对稀土氧化物具有较好的吸收能力，且在吸收稀土氧化物后能够保持性能的相对稳定。

Description

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣及其制备方法。

背景技术

随着冶金技术的不断发展进步，稀土在钢中的应用逐渐得到推广。研究表明，稀土元素在钢中主要发挥着净化钢液、变质夹杂和微合金化的作用。目前，稀土在钢中微合金化的作用日渐突出，诸如09CuPTiRE耐候钢、310高强耐候乙字钢、BNbRE重轨钢、BVRE重轨钢、车轮钢等稀土微合金钢和稀土处理钢相继研发成功并投入生产。

近年来，由于微量及少量稀土的添加即可显著改善钢材的高温抗氧化性能、高温强度和热塑性，稀土在S30815、S31060、S34800等系列稀土耐热钢中的应用越来越多。以上各耐热钢种生产标准中，稀土元素的目标含量可高达0.1%左右，远高于普通稀土处理钢。然而，由于稀土元素极为活泼，而且其收得率较低，因此，为满足将近0.1%的目标含量，钢中需过量添加稀土，钢中实际添加的稀土元素含量远高于0.1%。

在钢液连铸过程中，要向结晶器钢水面上不断添加粉末状或颗粒状的渣料，称为保护渣。连铸保护渣是现代连铸技术的重要组成部分，对连铸工艺和铸坯表面质量具有重要的影响。在连铸过程中，保护渣覆盖于结晶器钢液上面，自上而下形成粉渣层、烧结层和液渣层，有效地发挥绝热保温、隔绝空气防止钢液二次氧化、吸收钢液中夹杂物、润滑铸坯及控制结晶器传热等冶金功能。上述结晶器保护渣的冶金功能能否稳定发挥，对连铸工艺顺行和铸坯质量改善具有重要的影响。若保护渣性能不良，极易引起夹渣和裂纹等表面缺陷，严重时可发生漏钢事故。

为保证有效实现保护渣的冶金功能，其成分控制至关重要，常规连铸保护渣渣料为硅酸盐体系，主要以CaO-SiO₂-Al₂O₃三元渣系为基础，如图1所示，CaO-Al₂O₃-SiO₂三元系相图中以硅灰石（CaO·SiO₂）为主的低熔点区域，CaO约为30%~50%，SiO₂为40%~55%，Al₂O₃<10%。熔化温度在1300~1500℃；此外，在保护渣基料中还添加CaF₂、Na₂O、K₂O、Li₂O、B₂O₃、BaO等辅助材料作为助熔剂，起到助熔的作用。通常，为调节保护渣的熔化速度，渣中需添加碳质材料。

传统的硅酸盐系连铸结晶器保护渣并不适用于稀土钢的浇铸过程，其原因主要包括：一、传统的硅酸盐系保护渣极易与熔融稀土钢液发生渣金界面反应；二、传统的硅酸盐系保护渣对稀土氧化物的溶解吸收能力有限。

在连铸过程中，结晶器内的钢液和熔融的保护渣直接接触，由于钢液中含有大量强还原性的稀土元素，而传统硅酸盐系保护渣中SiO₂、Na₂O等组元含量较高，其氧化性较强。因此，结晶器内的渣金界面反应较为严重；如图2所示，为保护渣中常见组元和稀土氧化物的稳定性比较，传统硅酸盐系保护渣中SiO₂、Na₂O等组元极易被稀土元素还原，剧烈的渣金界面反应使保护渣的成分发生变化，恶化保护渣的冶金功能；因此，降低稀土钢连铸结晶器保护渣的反应性成为亟需解决的问题之一。

剧烈的渣金界面反应生成大量的稀土氧化物，其主要进入熔融保护渣中。此外，稀土元素的化学性质非常活泼，极易与钢液中的氧、硫等元素形成稀土氧化物或稀土氧硫化物。在稀土钢的浇铸过程中，钢液中大量高熔点的稀土夹杂物上浮至渣金界面处。若保护渣对渣金界面反应生成的稀土氧化物及上浮的含稀土夹杂物的溶解吸收性能有限，则保护渣黏度随之升高，导致铸坯与结晶器之间的渣膜变薄，甚至局部无渣，对铸坯的润滑性变差，从而引发铸坯表面裂纹增加，造成粘结性漏钢的几率增加；大量稀土氧化物及稀土氧硫化物在渣金界面处聚集，将导致渣条、渣圈的形成，严重影响保护渣的润滑、传热性能，从而导致铸坯表面缺陷的产生。

由以上内容可知，为保证稀土钢连铸的顺利进行，可有效降低保护渣的反应性能或增加保护渣对稀土氧化物的溶解吸收能力。

以控制渣金反应在连铸过程中对保护渣性能的影响为目的，部分研究单位提出了相关解决措施；总结其解决方案，主要为在传统硅酸盐系保护渣的成分基础上继续增加初始保护渣中SiO₂的含量，使其在发生渣金界面反应被还原后，整体组分变化比率较小。该系列解决方案在CN200810039377.2、JP2005152973等专利中有所体现。但此方法在浇铸稀土钢时效果不佳，主要原因为，增加初始SiO₂含量不利于抑制结晶器内的渣金界面反应，相反，其增大了稀土与保护渣组元的反应趋势。

已报道的CN200710042540.6、JP2003181606、JP2006110578等专利，提出增加碱度，降低初始保护渣中SiO₂的含量，以有效降低渣金反应性能；但仍需添加较高含量的Na₂O、CaF₂等助熔剂；由图2可知，Na₂O较SiO₂更活泼，因此更易与钢液中的稀土反应，增加渣金界面反应趋势。此外，添加较高含量的含F组元，容易造成对水体和大气的污染，增加环境负担。

针对改善保护渣对稀土氧化物的溶解吸收能力这一问题，CN201510016163.3专利提出，在CaO-AlO_1.5-CeO_1.5体系液相区范围内设计保护渣成分，在该液相区域，稀土氧化物相对含量较高可适当提高渣系对稀土氧化物的溶解吸收能力；此外，相关研究表明，保护渣中适度添加B₂O₃亦可提高保护渣对稀土氧化物的溶解吸收能力；以上两种措施皆可作为设计具有较强溶解吸收稀土氧化物能力的保护渣的参考之一。

综上所述，随着钢液中稀土元素的广泛应用及其添加量的不断提高，常规的连铸结晶器保护渣已不能满足稀土钢连铸生产的要求，而且，传统的含氟保护渣仍存在环境污染等限制性；因此，开发具有较低反应性、良好稀土夹杂物溶解吸收性能的稀土钢专用连铸结晶器保护渣具有重要的现实意义。

发明内容

针对传统保护渣与稀土钢连铸过程不匹配的问题，本发明提供了一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣及其制备方法，通过调整成分使结晶器保护渣具有适宜的黏度、熔化温度和结晶物相，改善保护渣性能和稀土钢连铸工艺稳定性。

本发明的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 5~15%，B₂O₃ 1~10%，CeO₂ 5~20%，SiO₂ 2~8%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量≤10%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的1~5%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为1.0~2.0。

上述的碳质材料选用石墨或炭黑。

上述的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1000~1275℃，1300℃时的黏度在0.05~0.75 Pa·s。

上述的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体。

上述的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄。

本发明的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的制备方法按以下步骤进行：

1、按上述比例准备CaO、Al₂O₃、SiO₂、Li₂CO₃、B₂O₃和CeO₂作为主成分原料，其中Li₂CO₃按所需要Li₂O的量准备；

2、将全部的主成分原料混合均匀后加热至1450±10℃高温预熔，Li₂CO₃分解为Li₂O，获得预熔渣；

3、将预熔渣水淬获得水淬渣；将水淬渣干燥脱水，然后破碎并筛分，获得粉状水淬渣；其中粒度-200目的部分占全部粉状水淬渣总重量80%以上；

4、将碳质材料加入到粉状水淬渣中混合均匀，制成稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣。

本发明的含硼含锂的稀土钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣，能够有效降低连铸结晶器内的渣金反应趋势，在稀土钢连铸过程中，该保护渣具有较强的吸收稀土氧化物的能力，而且在不断吸收稀土氧化物之后可保持理化性能的相对稳定，能够满足稀土钢的连铸工艺要求；其主要设计原理为：

渣系以（钙）铝酸盐熔体为基础，降低保护渣中SiO₂的含量，以降低保护渣的反应性；其主要成分位于图1所示CaO-Al₂O₃-SiO₂相图中高CaO高Al₂O₃低SiO₂的区域，而非传统的硅酸盐系保护渣成分区域；由图可见，在w(CaO):w(Al₂O₃)≈1时，存在低熔点的12CaO·7Al₂O₃相；而且在SiO₂不高于10%时，体系的熔化温度低于1350℃；结合相关实验并考虑在连铸过程中Al₂O₃含量有可能持续增加，本发明适度提高体系的w(CaO):w(Al₂O₃)值；因此，本发明拟确定的保护渣设计成分范围为w(CaO):w(Al₂O₃)≈1.0~2.0，w(SiO₂)<8%；

CeO₂为渣系中抑制渣金界面反应的主要组元之一，将其加入保护渣中可以增加反应产物的活度，从而有效地抑制钢液中稀土元素与保护渣组元之间的反应；

采用的助熔剂为Li₂O和B₂O₃；有报道指出，Li₂O含量每增加1%，熔化温度降低60℃，在本渣系中主要发挥降低保护渣熔化温度和黏度的作用；由于本渣系未添加较Li₂O更易被钢液中稀土元素还原的Na₂O、K₂O及非环保型的CaF₂等助熔剂，因此，Li₂O的添加量有所提高；经多次预熔实验后，对渣系组成做出适当调整，总结得到当Li₂O添加量为5~15%时较为适宜；并且，Li₂O均由廉价的碳酸锂资源代替，在预熔分解过程中制得；此外，结合图2中各反应，选取Li₂O为助熔剂的另一重要原因为，Li₂O较Na₂O、K₂O等传统熔剂更为稳定，氧化性更弱，采用Li₂O作为助熔剂可有效降低钢液中稀土元素与熔融保护渣的渣金界面反应趋势；

B₂O₃为另一重要的熔剂，渣系中适量添加B₂O₃可有效扩大高CaO高Al₂O₃低SiO₂体系的液相区间，而且使渣系在更宽的w(CaO):w(Al₂O₃)范围内保持为液相；此外，B₂O₃的添加可有效增加保护渣溶解吸收稀土氧化物的能力；如图3所示，B₂O₃易与稀土氧化物反应生成低熔点组分，从而增加其在渣中的溶解吸收率；综合考虑理论分析和多次预熔实验结果，控制B₂O₃含量为1%~10%；

保护渣中碳质材料主要作用为调节保护渣的熔化速度。

本发明的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣，与传统同类保护渣相比，在同样吸收15%的CeO₂后，本发明的保护渣仍能够保持黏度和熔化温度等理化性能的相对稳定；但是传统保护渣的黏度和熔化温度出现较大波动，黏度较未添加稀土时升高了4倍，熔化温度较未添加稀土时升高130℃，且保护渣在转折点前即开始析出大量晶体，使得保护渣稳定性降低；通过比较可得，本发明的保护渣对稀土氧化物具有较好的吸收能力，且在吸收稀土氧化物后能够保持性能的相对稳定。

附图说明

图1为CaO-Al₂O₃-SiO₂体系相图；其中黑色圆形框线区域为传统保护渣所在的伪硅灰石成分区间；

图2为保护渣中常见组元与稀土氧化物的稳定性比较曲线图；由图可得保护渣中常见组元的稳定性顺序为：Li₂O>Al₂O₃>SiO₂>B₂O₃>Na₂O>K₂O；

图3为La₂O₃-B₂O₃体系的相图；由图可得，在图中黑色框线中的成分含量时，稀土氧化物可与B₂O₃生成低熔点物相；

图4为本发明实施例中的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣高温熔体结构的典型红外光谱分析图；图中斜线填充部分为AlO₄-四面体；

图5为本发明实施例1的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣扫描电镜图；图中，1为转折点前渣样，2为转折点后渣样，转折点前保护渣主要为玻璃相，转折点后保护渣析出LiAlO₂；

图6为本发明实施例2的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣扫描电镜图；图中，1为转折点前渣样，2为转折点后渣样，转折点前保护渣主要为玻璃相，转折点后保护渣析出LiAlO₂和CaCeAlO₄；

图7为本发明实施例6的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣扫描电镜图；图中，1为转折点前渣样，2为转折点后渣样，转折点前保护渣主要为玻璃相，转折点后保护渣析出CaCeAlO₄；

图8为本发明对比例1的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣扫描电镜图；图中，1为转折点前渣样，2为转折点后渣样，转折点前保护渣主要析出枪晶石相（Ca₄Si₂O₇F₂），转折点后保护渣主要析出枪晶石相（Ca₄Si₂O₇F₂）和稀土硅酸盐（CaCe₂Si₂O₉）。

具体实施方式

本发明实施例中采用的原料纯度均≥99%。

本发明实施例中采用半球法在熔点熔速测定仪中进行保护渣熔化温度的测试；采用的测试标准为YBT 186-2001连铸保护渣熔化温度试验方法。

本发明实施例中采用旋转柱体法在高温熔体物性综合测定仪中进行保护渣黏度测试；采用的设备型号为RTW-10。

本发明实施例中采用扫描电镜结合能谱分析的方法观察保护渣在连续冷却过程中的物相变化；采用的扫描电镜为日本岛津公司生产的SSX-550扫描电子显微镜；SEM系统放大倍数为×20~×300000，二次电子图像分辨率3.5mm，能谱系统能量分辨率138eV，检测元素范围5B~92U。

实施例1

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 5%，B₂O₃ 3%，CeO₂ 5%，SiO₂ 7%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量1%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的5%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为1.0；

碳质材料为石墨或炭黑；

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1275℃，1300℃时的黏度在0.75 Pa·s，在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体，在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄；熔体结构的典型红外光谱分析结果如图4所示，转折点前后的扫描电镜分析结果如图5所示；

制备方法为：

按上述比例准备CaO、Al₂O₃、SiO₂、Li₂CO₃、B₂O₃和CeO₂作为主成分原料，其中Li₂CO₃按所需要Li₂O的量准备；

将全部的主成分原料混合均匀后加热至1450±10℃高温预熔，Li₂CO₃分解为Li₂O，获得预熔渣；

将预熔渣水淬获得水淬渣；将水淬渣干燥脱水，然后破碎并筛分，获得粉状水淬渣；其中粒度-200目的部分占全部粉状水淬渣总重量80%以上；

将碳质材料加入到粉状水淬渣中混合均匀，制成稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣。

实施例2

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 11%，B₂O₃ 2%，CeO₂ 16%，SiO₂ 3%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量8%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的4%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为1.0；

碳质材料为石墨；

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1140℃，1300℃时的黏度在0.24Pa·s，在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体，在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄；转折点前后的扫描电镜分析结果如图6所示；

制备方法同实施例1。

实施例3

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 8%，B₂O₃ 6%，CeO₂ 11%，SiO₂ 4%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量6%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的3%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为1.2；

碳质材料为炭黑；

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1000℃，1300℃时的黏度在0.05Pa·s，在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体，在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄；

制备方法同实施例1。

实施例4

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 15%，B₂O₃ 1%，CeO₂ 20%，SiO₂ 2%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量2%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的2%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为2.0；

碳质材料为石墨；

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1144℃，1300℃时的黏度在0.38Pa·s，在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体，在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄；

制备方法同实施例1。

实施例5

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 5%，B₂O₃ 10%，CeO₂ 5%，SiO₂ 8%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量2%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的1%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为1.3；

碳质材料为炭黑；

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1200℃，1300℃时的黏度在0.47Pa·s，在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体，在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄；

制备方法同实施例1。

实施例6

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的主成分按质量百分比为Li₂O 10%，B₂O₃ 5%，CeO₂ 20%，SiO₂ 5%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量3%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的5%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为2.0；

碳质材料为石墨；

稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1139℃，1300℃时的黏度在0.22Pa·s，在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体，在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄；；转折点前后的扫描电镜分析结果如图7所示；

制备方法同实施例1。

对比例1

对比例主要介绍传统保护渣溶解吸收稀土氧化物后性能的变化规律；

一种传统的硅酸盐系结晶器保护渣，其中添加15%CeO₂，其主要化学组成按质量百分比为CaO 29.1%，Al₂O₃ 4.8%，SiO₂ 27.7%，Na₂O 8.2%，CaF₂ 15.3%，CeO₂ 15%，添加5%碳质材料，上述保护渣熔化温度为1280℃，1300°℃时的黏度为1.11 Pa·s，该保护渣的扫描电镜分析结果如图8所示，其在转折点前主要析出稀土硅酸盐，转折点后析出的主要物相为稀土硅酸盐和枪晶石；

制备方法为：准备除碳质材料以外的CaO、Al₂O₃、SiO₂、Na₂CO₃、CaF₂、CeO₂作为原料，其中Na₂CO₃的用量由Na₂O含量折算；将以上各原料进行充分混匀，之后加热至1450±10℃高温预熔，在预熔过程中Na₂CO₃分解为Na₂O；之后将预熔渣水淬制得水淬渣，将水淬渣进行干燥脱水、破碎、筛分制得粉状水淬渣；在筛分过程中要求粒度在-200目的部分占总量的80%以上；粉状水淬渣加入所需碳质材料进一步制得所述保护渣；所需的碳质材料为石墨和炭黑。

比较实施例6和对比例1可得，在新型保护渣和传统保护渣同样吸收15%的CeO₂后，新型保护渣仍能够保持黏度和熔化温度等理化性能的相对稳定；但是，传统保护渣的黏度和熔化温度出现较大波动，黏度较未添加稀土时升高了4倍，熔化温度较未添加稀土时升高130℃，且保护渣在转折点前即开始析出大量晶体，使得保护渣稳定性降低；通过比较可得，新型保护渣对稀土氧化物具有较好的吸收能力，且在吸收稀土氧化物后能够保持性能的相对稳定。

Claims (6)

1.一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣，其特征在于主成分按质量百分比为Li₂O 5~15%，B₂O₃ 1~10%，CeO₂ 5~20%，SiO₂ 2~8%，其余为CaO和Al₂O₃和不可避免杂质，不可避免杂质占主成分总质量≤10%；并外配有辅助成分碳质材料，碳质材料占主成分总质量的1~5%；其中CaO和Al₂O₃的质量比为1.0~2.0。

2.根据权利要求1所述的一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣，其特征在于所述的碳质材料选用石墨或炭黑。

3.根据权利要求1所述的一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣，其特征在于稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的熔化温度在1000~1275℃，1300℃时的黏度在0.05~0.75 Pa·s。

4.根据权利要求1所述的一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣，其特征在于稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣在高温熔融状态时主要的网络形成体为AlO₄-四面体。

5.根据权利要求1所述的一种稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣，其特征在于稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣在连续冷却过程中的主要结晶物相为LiAlO₂和CaCeAlO₄。

6.一种权利要求1所述的稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）按上述比例准备CaO、Al₂O₃、SiO₂、Li₂CO₃、B₂O₃和CeO₂作为主成分原料，其中Li₂CO₃按所需要Li₂O的量准备；

（2）将全部的主成分原料混合均匀后加热至1450±10℃高温预熔，Li₂CO₃分解为Li₂O，获得预熔渣；

（3）将预熔渣水淬获得水淬渣；将水淬渣干燥脱水，然后破碎并筛分，获得粉状水淬渣；其中粒度-200目的部分占全部粉状水淬渣总重量80%以上；

（4）将碳质材料加入到粉状水淬渣中混合均匀，制成稀土耐热钢连铸用铝酸盐系结晶器保护渣。