CN110560649B - 一种新型高铝钢保护渣及其应用 - Google Patents

一种新型高铝钢保护渣及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110560649B
CN110560649B CN201910965978.4A CN201910965978A CN110560649B CN 110560649 B CN110560649 B CN 110560649B CN 201910965978 A CN201910965978 A CN 201910965978A CN 110560649 B CN110560649 B CN 110560649B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
steel
aluminum steel
alf
covering slag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910965978.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110560649A (zh
Inventor
周乐君
王万林
颜雄
吴厚发
罗豪
张磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201910965978.4A priority Critical patent/CN110560649B/zh
Publication of CN110560649A publication Critical patent/CN110560649A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110560649B publication Critical patent/CN110560649B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/108—Feeding additives, powders, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/111—Treating the molten metal by using protecting powders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型高铝钢保护渣。其由下述组分组成：Na3AlF6 40％～65％，Al2O3 10％～40％，CaO 6％～14％，CaF2 1％～7％，Fe2O3 1％～7％，MnO 1％～7％，C 3％～15％，其余为不可避免的杂质。本发明保护渣采用Na3AlF6‑Al2O3渣系，与传统高铝钢保护渣相比，基本不含SiO2、Na2O等与钢水中[Al]等活泼元素反应的组分，不发生钢渣反应，其成分和性能稳定，在连铸过程中，能吸收钢中的夹杂物而不发生保护渣性能恶化，能很好的润滑铸坯，并控制传热，保证了高铝钢连铸过程的顺利进行。

Description

一种新型高铝钢保护渣及其应用
技术领域
本发明涉及一种新型高铝钢保护渣及其应用；属于钢铁冶炼连铸领域。
背景技术
结晶器保护渣在连铸生产中起着吸收夹杂物、控制热流、润滑初始凝固坯壳、防止钢水氧化、减少热量散失等重要作用。传统的结晶器保护渣按成分可分为硅铝钠系、硅铝氟系和钙硅铝体系三类，应用最普遍的是钙硅铝系保护渣，配以适量调节剂(Na2O、MgO、Li2O、CaF2、B2O3和氧化锰等化合物)和骨架(碳黑、石墨等)。
高铝钢中铝的含量一般大于0.5％，由于高铝钢中的Al含量较高，在连铸过程的[Al]会与保护渣中的SiO2等还原物质发生钢渣反应：3(SiO2)+4[Al]＝3[Si]+2(Al2O3)，保护渣的成分发生突变，由于大量Al2O3进入渣中，容易形成高熔点物质钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2)，使保护渣的粘度急剧升高，结晶性能发生显著变化，从而导致传热不均，润滑不良，连铸过程恶化，铸坯表面出现裂纹、凹陷等严重缺陷。
保证高铝钢的连铸顺行，很多专家、学者做了大量研究，起研究方向主要分为两个方面。一是常规型低碱度CaO-SiO2系保护渣，例如专利CN 102389955A通过在保护渣中添加碱金属氧化物如MgO、BaO和SrO等，替代CaO能改善渣的玻璃化程度，改善保护渣润滑性。然而采取此类方案的保护渣渣钢反应严重，钢中的[Al]会与保护渣中的SiO2，进去到保护渣中。
二是弱(非)反应型低硅CaO-Al2O3系保护渣，例如专利CN 102389955 A通过控制保护渣中SiO2含量在2％以内，以及专利CN 108213365 A通过控制(Na2O+K2O+SiO2)≤2％，能有效降低渣钢反应，抑制保护渣成份改变和性能恶化，但保护渣碱度较高，结晶性强，不利于保护渣传热，在连铸过程中会存在熔化欠佳、易结渣圈及消耗量偏低等问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型高铝钢保护渣，摒弃了传统硅铝钠系、硅铝氟系和钙硅铝体系保护渣研究思路，创新性提出一种Na3AlF6-Al2O3系保护渣。该保护渣不与钢中[Al]反应，具有较低的熔点和粘度，以Na3AlF6和Al2O3作为主要析出晶相，以控制传热，保证了连铸的顺利进行。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明一种新型高铝钢保护渣，由下述质量百分含量的组分组成：
Na3AlF640％～65％，Al2O310％～40％，CaO 6％～14％，CaF2 1％～7％，Fe2O3 1％～7％，MnO 1％～7％，C 3％～15％。
作为优选方案，本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
Na3AlF640％～60％，Al2O315％～40％，CaO 6％～12％，CaF2 1％～5％，Fe2O3 1％～5％，MnO 1％～5.3％，C 3％～10％。
作为进一步的优选方案，本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
Na3AlF640％～55.5％，Al2O320％～37％，CaO 8％～12％，CaF2 1％～4％，Fe2O32％～5％，MnO 2％～5.3％，C 4％～10％。
作为更进一步的优选方案，本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
Na3AlF640.1～44.5％，Al2O329.2～29.9％，CaO 8.5～10.2％，CaF2 2.3～2.4％，Fe2O3 3.4～4.1％，MnO 4.2～5.1％，C8.0～8.3％。
作为更进一步的优选方案，本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
Na3AlF640.2％，Al2O329.9％，CaO 10.2％，CaF2 2.3％，Fe2O3 4.1％，MnO 5.1％，C8.2％。
本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣的主要析出晶相为Na3AlF6。
本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣的熔化温度为1027℃～1131℃之间。
本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣1300℃下粘度为0.011～0.032Pa·s。
本发明一种新型高铝钢保护渣，所述保护渣的热流密度为683～733KW·m-2。
本发明一种新型高铝钢保护渣的应用，所述保护渣用于高铝钢的连铸；所述高铝钢中，铝的含量为0.5wt％～3.5wt％。
本发明以大量的冰晶石(Na3AlF6)和Al2O3作为保护渣的主要基料，冰晶石能够很好的溶解Al2O3，且基料不与钢中的[Al]进行钢渣反应，具有很好的化学成分稳定性。
本发明中CaO、CaF2作为保护渣的添加剂，具有控制熔化温度的作用。
本发明中Fe2O3、MnO作为着色剂，具有降低辐射传热的作用。
本发明中C作为骨架，能调节保护渣的熔化速度，本发明将C含量控制在3～15％范围。
相比现有技术，本发明具有如下优势：
1)该高铝钢保护渣熔点、黏度低，能形成稳定的液态层，很好的润滑铸坯，保证连铸的顺利进行。
2)该高铝钢保护渣采用Na3AlF6-Al2O3系保护渣，没有渣钢反应的发生，成分稳定性高，其理化性能稳定，铸坯质量稳定。
3)其主要析出晶相为Na3AlF6，能很好的控制传热，提高铸坯的表面质量，减少凹陷、裂纹等缺陷。
具体实施方式：
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述，实施例仅用于说明本发明，而不是以任何形式来限制本发明。
实施例1
配料：Na3AlF640.2％，Al2O329.9％，CaO 10.2％，CaF22.3％，MnO 5.1％，Fe2O34.1％，C8.2％。
制备过程：1)用冰晶石、石灰石、铝矾土等工业原料按上述保护渣组分含量折算、称量；将称量好的原料混合进行机械搅拌，使得各成分混合均匀；2)将混合好的样品倒入石墨坩埚中一起放入中频感应炉中加热熔化，保温一段时间以除去挥发分和均匀熔渣成分；3)将熔融态渣倒入水中急冷得到玻璃态的样品；4)将玻璃态的样品破碎后，加入所需量的碳质材料和纤维素粘结剂，制成料浆；5)将得到的浆料送入喷雾颗粒干燥塔内干燥制粒，产品要求水分小于0.5％，粒度在0.01～2mm范围，密封装袋待用。
保护渣的主要物性指标见表1。
实施例2～4
配料：组分如表1所示。
制备过程：同实施例1。
保护渣的主要物理性能见表1。
表1实施例1～4和对比例1～2保护渣的化学成分(wt％)及其物理性能
Figure BDA0002230489910000041
表2实施例对比例3～4保护渣的化学成分(wt％)及其物理性能
Figure BDA0002230489910000042
由表1可知实施例1～4的熔化温度分别为1084℃、1042℃、1039℃、1027℃，1300℃下粘度分别为0.027Pa·s、0.021Pa·s、0.014Pa·s、0.011Pa·s，热流密度分别为733KW·m-2、728KW·m-2、706KW·m-2、713KW·m-2。
对比例1～4
配料：组分如表1和表2所示。
制备过程：同实施例1。
保护渣的主要物理性能见表1和表2。
对比例1～2为新型高铝钢保护渣，其中对比例1的Na3AlF6含量＜40％，其熔化温度为1219℃，1300℃粘度为0.07Pa·s，热流密度为620KW·m-2。对比例2的Na3AlF6含量＞65％，其熔化温度为1025℃，1300℃粘度为0.006Pa·s，热流密度为756KW·m-2。
对比例1的熔化温度过高，导致渣膜厚度小，不利于铸坯润滑。对比例2的粘度过低，虽然有利于铸坯润滑，但渣耗会增加，渣膜增厚，且不均匀，铸坯易产生裂纹。
对比例3～4为传统高铝钢保护渣，其中对比例3为低碱度CaO-SiO2系保护渣，其熔化温度为1140℃，1300℃粘度为0.3Pa·s，热流密度为689KW·m-2。对比例4为低硅CaO-Al2O3系保护渣，其熔化温度为1202℃，1300℃粘度为0.2Pa·s，热流密度为670KW·m-2。
实施例1～4较对比例3～4的熔化温度和粘度较低，有利于形成液渣层和铸坯润滑。
将实施例1～4和对比例1～4中的保护渣在实验室10kg中频感应炉内进行钢渣实验，实验后保护渣成分及性能如表3和表4所示，其中实验钢渣重量比为100:1，钢水中[Al]＝2％，实验温度控制在1500～1550℃。因实验最终收集的是液渣，不含C，其成分测试结果中不包括初始渣中的C含量。
表3实施例1～4和对比例1～2保护渣钢渣反应后化学成分(wt％)及物理性能
Figure BDA0002230489910000051
Figure BDA0002230489910000061
表4对比例3～4保护渣钢渣反应后化学成分(wt％)及物理性能
Figure BDA0002230489910000062
由表4可知，渣钢反应实验后对比例3渣中的Al2O3增加了15.6％，在对比例3所设计的渣系中，钢渣反应后其他成分变化量较大，熔化温度升高至1178℃，1300℃下粘度升高至0.5Pa·s，粘度升高，不利于铸坯润滑，保护渣性能不稳定，容易导致铸坯缺陷，不利于连铸的顺利进行。实验后对比例4渣中的Al2O3增加了6.2％，虽然Al2O3含量变化不大，但Al2O3含量较高。在对比例4所涉及的渣系中，钢渣反应后保护渣熔化温度高达1230℃，结晶率增加，并析出高熔点CaAl4O7,导致热流密度偏低，阻碍了传热过程，将出现坯壳变薄，结晶器出口处极易出现鼓肚，甚至发生铸坯角裂或漏钢事故。
由表3可知实验后对比例1的熔化温度继续升高，导致渗渣不良，热流密度较低，传热不良，导致铸坯结晶器内冷却不均，使得铸坯产生不均匀变形。对比例2的粘度过低，渣耗较大，形成较厚且不均匀的渣膜，铸坯易产生裂纹。
由表3可知实验后实施例1～4中的Al2O3增幅仅为2.5％～3.4％，Al2O3增加的主要原因为钢中Al2O3夹杂上浮钢渣界面后被保护渣吸收所致，保护渣吸收夹杂性能优异。其余成分含量则基本保持不变，熔渣与钢液不反应，熔渣的熔化温度和粘度小幅升高，性能稳定，最终热流密度有所下降，能很好的控制传热，减少铸坯裂纹的产生，满足高铝钢连铸要求。

Claims (2)

1.一种新型高铝钢保护渣，其特征在于：所述高铝钢保护渣包括下述两种并列方案，
方案一
所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
Na3AlF640.2%，Al2O329.9%，CaO 10.2%，CaF2 2.3%，Fe2O3 4.1%，MnO 5.1%，C8.2%，
所述保护渣1300℃下粘度为0.027Pa•s，
所述保护渣的主要析出晶相为Na3AlF6，
所述保护渣的熔化温度为1084℃，
所述保护渣的热流密度为733KW•m-2；
方案二
所述保护渣由下述质量百分含量的组分组成：
Na3AlF644.3%，Al2O329.2%，CaO 8.5%，CaF2 2.4%，Fe2O3 3.4%，MnO 4.2%，C8%，
所述保护渣1300℃下粘度为0.021Pa•s，
所述保护渣的主要析出晶相为Na3AlF6，
所述保护渣的熔化温度为1042℃，
所述保护渣的热流密度为728KW•m-2。
2.一种如权利要求1所述新型高铝钢保护渣的应用，其特征在于：所述保护渣用于高铝钢的连铸；所述高铝钢中，铝的含量为0.5wt%~3.5wt%。
CN201910965978.4A 2019-10-12 2019-10-12 一种新型高铝钢保护渣及其应用 Active CN110560649B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910965978.4A CN110560649B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种新型高铝钢保护渣及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910965978.4A CN110560649B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种新型高铝钢保护渣及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110560649A CN110560649A (zh) 2019-12-13
CN110560649B true CN110560649B (zh) 2021-09-24

Family

ID=68784576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910965978.4A Active CN110560649B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种新型高铝钢保护渣及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110560649B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU923723A1 (ru) * 1979-04-25 1982-04-30 Uk Nii Metallov Шлакообразующая смесь1
CN101468387A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 攀钢集团攀枝花钢铁研究院 一种连铸保护渣及其制备方法
CN106834947A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 钢铁研究总院 一种大矫直应变c级角钢连铸工艺
CN107498013A (zh) * 2017-09-06 2017-12-22 中南大学 一种含TiO2高铝钢保护渣及其应用
CN107952944A (zh) * 2017-12-29 2018-04-24 西峡龙成冶金材料有限公司 Csp薄板坯连铸高碳钢用结晶器保护渣

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5832556A (ja) * 1981-08-19 1983-02-25 Nippon Steel Corp 連続鋳造用粉末添加剤
JPS5921456A (ja) * 1982-07-27 1984-02-03 Tokyo Yogyo Co Ltd 鋳型添加剤
CN101885044B (zh) * 2010-07-16 2012-01-25 中南大学 一种用于铝青铜立式半连续铸造的覆盖剂及其应用
CN102407306A (zh) * 2010-09-26 2012-04-11 宝山钢铁股份有限公司 一种无硅玻璃态保护渣
CN104399922A (zh) * 2014-11-28 2015-03-11 中南大学 一种新型耐蚀合金钢连铸保护渣及其应用
CN104439133A (zh) * 2014-12-16 2015-03-25 中南大学 一种新型保护渣及其应用
CN105033208B (zh) * 2015-07-14 2017-05-03 河南科技大学 一种高碳低铬不锈钢结晶器保护渣及其制备方法
CN106111928B (zh) * 2016-06-24 2018-12-21 中南大学 一种新型含Mn、Al钢保护渣及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU923723A1 (ru) * 1979-04-25 1982-04-30 Uk Nii Metallov Шлакообразующая смесь1
CN101468387A (zh) * 2007-12-27 2009-07-01 攀钢集团攀枝花钢铁研究院 一种连铸保护渣及其制备方法
CN106834947A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 钢铁研究总院 一种大矫直应变c级角钢连铸工艺
CN107498013A (zh) * 2017-09-06 2017-12-22 中南大学 一种含TiO2高铝钢保护渣及其应用
CN107952944A (zh) * 2017-12-29 2018-04-24 西峡龙成冶金材料有限公司 Csp薄板坯连铸高碳钢用结晶器保护渣

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
模铸硅钢保护渣的研制;周有予;《钢铁研究情报》;19810501;第1-5页 *
连铸结晶器保护渣非等温结晶动力学的研究;王万林;《第十一届中国钢铁年会论文集》;20171121;第1-8页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110560649A (zh) 2019-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101502871B (zh) 大方坯连铸结晶器保护渣及其制备方法
CN102389955B (zh) 一种高铝钢连铸用结晶器保护渣
CN102554162B (zh) 一种板坯连铸结晶器保护渣及其生产方法
EP2839902B1 (en) Low-carbon steel fluoride-free continuous casting mold powder
CN105562641B (zh) 一种高锰高铝钢连铸用结晶器保护渣及其制备方法
CN110315039B (zh) 一种无氟保护渣在含钛钢连铸中的应用
CN106270429B (zh) 低反应性保护渣及制备方法
CN102218514A (zh) 中低碳钢连铸结晶器保护渣及其制备方法和连铸方法
CN108856666B (zh) 不锈钢用连铸保护渣及其制备方法
CN111590039A (zh) 低碳高铝钢用连铸保护渣及其制备方法
CN108160960A (zh) 一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣
CN106077545A (zh) 一种高碳耐磨钢连铸用结晶器保护渣
CN106493321A (zh) 炼钢用中间包覆盖剂及其制备方法
CN107470576B (zh) 一种含三氧化二铁的高锰高铝钢保护渣及其应用
CN106111928B (zh) 一种新型含Mn、Al钢保护渣及其应用
CN113084105A (zh) 一种含氧化钇的高铝钢用低反应性保护渣
CN110560649B (zh) 一种新型高铝钢保护渣及其应用
CN110000352B (zh) 一种塑料模具钢专用连铸结晶器功能保护材料
CN116422847A (zh) 一种高稀土含量的稀土钢用低反应性连铸保护渣及其制备方法
WO2023077869A1 (zh) 一种高钛钢用连铸保护渣及其制备方法
CN109550913A (zh) 一种含铝超低碳钢用低反应性保护渣
CN114029462A (zh) 一种高钛低铝钢用含稀土氧化物的连铸保护渣及制备方法
CN114054698B (zh) 一种超高铝钢用无氟环保型连铸保护渣
CN110605365A (zh) 一种含锰预熔料、包含该预熔料的保护渣及其应用
CN109550912A (zh) 一种含铝中碳钢用低反应性保护渣

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant