一种高铝钢连铸用结晶器保护渣制造技术

本发明专利技术提供了一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，其化学成分按重量百分比满足：SiO2:10～25%，Al2O3:12～25%，CaO:15～35%，MgO:1～3%，F:6～10%，Na2O+B2O3≤3%，Li2O:1～4%，Fe2O3≤2%，C:5～10%，其余组分为杂质。本发明专利技术连铸保护渣的理化性能为：CaO/SiO2为1.5～2.2，熔点为1000～1100℃，1300℃时黏度为0.09～0.15Pa·s。本发明专利技术保护渣具有成本较低、能有效降低渣-钢界面反应性、吸收Al2O3夹杂的能力强、能有效协调控制润滑和传热特性的特征，能够保证高铝钢连铸过程顺行，浇铸出表面质量优异的高铝钢板坯，且能实现多炉次连浇。

【技术实现步骤摘要】
一种高铝钢连铸用结晶器保护渣
本专利技术属于连铸生产
，涉及到一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，适用于凝固过程中有包晶反应的高铝钢([Al]=l%?3.5%)钢种的板坯连铸生产。
技术介绍
为实现节能减排，汽车行业材料向着轻量化、高强度方向发展。高铝钢如相变诱导塑性(TRIP)钢及孪晶诱导塑性(TWIP)钢，凭借其塑性和强度的完美结合，在汽车领域具有很好的应用前景。但是，在高铝钢的浇铸过程中，由于钢液中[Al]含量较高，易与传统保护渣中的组分发生反应，导致保护渣性能恶化、钢水增硅、水口堵塞等系列问题，影响铸坯质量及连铸顺行。另外，部分高铝钢属于裂纹敏感性钢种，在凝固过程中会发生包晶反应，从而容易产生纵裂等表面质量缺陷。针对高铝钢浇铸过程中渣钢反应性的难题，现在主要有两种解决思路: 其一，采用低黏度、低碱度的CaO-SiO2系保护渣。中国专利CN102233414B涉及一种高铝高锰型无磁钢结晶器保护渣及其制造方法，其保护渣的成分为:Ca0+Si02:52?56%且碱度为 0.55 ?0.65, MnO:4 ~ 6%, Na20:8 ?14%, F:8 ?10%，Li2O: 1.5 ?2.5%, B2O3:4 ?8%,Al2O3:1?4%，C:5?7%。该专利技术保护渣碱度范围为0.55?0.65，以期在结晶器内钢渣反应达到平衡后，液渣碱度在1.0?1.2，从而满足连铸要求。但是由于SiO2含量很高，渣钢反应程度很大，钢渣反应的进行在改变保护渣成分范围的同时产生了大量Al2O3夹杂，如果保护渣不能及时吸收多余的Al2O3夹杂，这会造成铸坯表面及皮下夹杂缺陷。另外，保护渣中反应性组分Na2O (8?14%)和B2O3 (4?8%)同样会和钢水中的[Al]发生反应，从而恶化保护渣的性能。因此，本专利技术保护渣在实际使用过程中，会存在结渣圈和保护渣性能恶化等问题，从而不能实现多炉次连浇。其二，利用Al2O3取代SiO2，研发CaO-Al2O3基保护渣。日本专利JP57184563最早报道了适应高铝钢连铸生产的铝酸钙系保护渣，其中SiO2含量控制在7%以下，但是该专利技术保护渣由于SiO2含量过低，从而玻璃性差且熔化温度高，因此加入了大量助溶剂特别是元素F，这使得环境污染加剧，设备腐蚀严重；中国专利CN101332497B公开了一种高铝钢用连铸保护渣及其制造方法，该专利保护渣将SiO2含量控制在2%以内，虽然能降低渣钢反应性，但由于该专利技术保护渣碱度高，结晶性强，在应用过程中会存在熔化欠佳、易结渣圈及消耗量偏低的问题。同时，该专利保护渣中Na2O含量(10%?16%)较高，仍会与钢水中的铝发生反应，并且过高的Na2O会以Na-Al-O晶体不均匀析出，影响铸坯到结晶器的传热；中国专利CN102764886A专利技术了一种高Al2O3含量高铝钢连铸保护渣，其中SiO2含量控制在7%以下，虽然通过加入BaO取代部分CaO以改善保护渣的玻璃性，但同样存在反应性组分B2O3 (2?15%)和Na2O (6?13%)含量较高的问题，因此，该保护渣在实际应用过程中仍会存在渣钢反应性，从而恶化保护渣性能；中国专利CN102389955B涉及一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，该专利虽从一定程度上降低了渣钢反应性且具有较强吸收Al2O3夹杂的能力，但是由于该专利中SiO2含量较低(3?15%)，因此加入了较多的助溶剂Li2O (3?10%)和BaO (5?20%)，导致连铸成本稍微偏高。另外，针对部分高铝钢属于裂纹敏感性钢种这一问题，中国专利CN101472691B公开的“高铝钢连续铸造方法及结晶器保护渣”，该专利技术指出往保护渣中加入7?13%的Li2O,通过使渣膜中析出LiAlO2晶体来取代枪晶石控制传热。该专利技术保护渣能够有效地防止铸坯的凹凸和裂纹，但是使LiAlOjF出能够防止铸坯的凹凸和裂纹的正确的机理尚不明确，并且Li2O含量偏高，会增加连铸生产的成本。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，适用于凝固过程中有包晶反应的高铝钢([Al]=l%?3.5%)钢种板坯连铸生产的结晶器保护渣。本专利技术高铝钢连铸保护渣的渣钢界面反应性低以降低保护渣恶化程度；高碱度低黏度以提高保护渣吸收Al2O3夹杂的能力；能有效协调控制润滑和传热特性。该保护渣能够保证高铝钢连铸过程顺行，浇铸出表面质量优异的高铝钢铸坯，且能实现多炉次连浇。本专利技术采用的技术方案为:一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，该保护渣以硅灰石、石灰石、石英砂、萤石、铝钒土、镁砂、无水硼砂、碳酸锂和碳质材料为原材料配制而成，其化学成分按重量百分比满足:Si02:10?25%, Al2O3:12?25%, CaO: 15?35%, MgO:1?3%,F:6 ?10%, Na2CHB2O3 ( 3%, Li2O:1 ?4%, Fe2O3 ( 2%, C:5 ?10%，其余组分为杂质。本专利技术高铝钢连铸保护渣的理化性能为:Ca0/Si02为1.5?2.2，熔点为1000?1100°C，1300°C时黏度为 0.09 ?0.15Pa.S。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果: 本专利技术保护渣具有成本较低、能有效降低渣-钢界面反应性、吸收Al2O3夹杂的能力强、能有效协调控制润滑和传热特性的特征，能够保证高铝钢连铸过程顺行，浇铸出表面质量优异的高铝钢铸坯，且能实现多炉次连浇。具体表现在以下方面: I)该高铝钢连铸保护渣中的反应性组分SiO2含量为10?25%。一方面，SiO2含量较传统保护渣低，能从一定程度上降低渣钢界面反应性以减缓保护渣性能恶化；另一方面，SiO2是主要的网络形成体，适当含量的SiO2能有效控制保护渣结构及性能的稳定性。2)该高铝钢连铸保护渣中反应性组分Na2CHB2O3的质量百分比控制在3%以下，能有效降低渣钢界面的反应性。Na2O和B2O3是保护渣中典型的助溶剂，但考虑到Na2O和B2O3会与钢水中[Al]发生反应，从而导致保护渣性能恶化，因此尽量减少或避免保护渣中Na2O和B2O3的加入。由于该专利技术保护渣中有适量的网络形成体SiO2和Al2O3,且有适量助溶剂F和Li2O,因此在Na2O和B2O3较少甚至没有的情况下，该专利技术保护渣仍具有一定玻璃性且熔点黏度较低，符合高铝钢连铸要求。3)该高铝钢连铸保护渣中组分Li2O的质量百分比含量为I?4%，适量Li2O的加入能有效且稳定地协调保护渣的性能。Li2O不与钢水中[Al]反应且其调节保护渣性能作用明显，因此Li2O是高铝钢保护渣中助溶剂的良好选择。但考虑到Li2O成本较高，本专利中Li2O含量设为I?4%，较其它大部分专利所述高铝钢保护渣中Li2O含量低，因此，该专利技术高铝钢保护渣在保证基本性能满足连铸要求的前提下，从一定程度上节约了成本。4)该高铝钢连铸保护渣的理化性能为Ca0/Si02为1.5?2.2，熔点为1000?1100°C，1300°C时黏度为0.09?0.15Pa.s，不仅能有效协调控制润滑和传热特性，还具有很强的吸收Al2O3夹杂的能力。【具体实施方式】以下用实施例对本专利技术作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本专利技术最佳实施方式的描述，并不对本专利技术的范围有任何限制。本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，其特征在于：该保护渣以硅灰石、石灰石、石英砂、萤石、铝钒土、镁砂、无水硼砂、碳酸锂和碳质材料为原材料配制而成，其化学成分按重量百分比满足：SiO2:10～25%，Al2O3:12～25%，CaO:15～35%，MgO:1～3%，F:6～10%，Na2O+B2O3≤3%，Li2O:1～4%，Fe2O3≤2%，C:5～10%，其余组分为杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，其特征在于:该保护渣以硅灰石、石灰石、石英砂、萤石、铝钒土、镁砂、无水硼砂、碳酸锂和碳质材料为原材料配制而成，其化学成分按重量百分比满足:Si02:10 ?25%, Al2O3:12 ?25%, CaO: 15 ?35%, MgO:1 ?3%, F:6 ?10%,Na2CHB...

【专利技术属性】
技术研发人员：王谦，何生平，杨杰，徐鹏，包秀芝，
申请(专利权)人：西峡县恒基冶材有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41