一种高铝钢连铸用保护渣及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高铝钢连铸用保护渣及其制备方法和应用，该高铝钢连铸用保护渣采用Al2O3‑MgO‑B2O3渣系，以Al2O3、MgO、B2O3为主要基质，配以CaO、MnO,SiO2、CaF2、Na2O、K2O、Li2O、碳质材料等为原材料，经混合喷雾造粒后制备而成。本发明专利技术所提供的保护渣熔点低、黏度低，润滑性能好，将其应用于高铝钢生产中，可以减轻渣钢反应程度，提高铸坯的表面质量，减少凹陷、裂纹等缺陷，提高铸坯的生产合格率。本发明专利技术降低了保护渣中CaF2的用量，减少了连铸过程对环境的影响，同时制备工艺简单，易于工业化生产。

A Mould Flux for High Aluminum Steel Continuous Casting and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a mold powder for continuous casting of high aluminum steel and its preparation method and application. The slag used for continuous casting of high aluminum steel is made of slag Al2O3, MgO, B2O3 and Al2O3, MgO and B2O3 as main substrates, and CaO, MnO, SiO2, CaF2, Na2O, K2O, carbon and carbon materials are used as raw materials. The mold flux provided by the invention has low melting point, low viscosity and good lubrication performance. When applied to the production of high aluminium steel, the reaction degree of slag steel can be reduced, the surface quality of slab can be improved, the defects such as depression and crack can be reduced, and the production qualified rate of slab can be improved. The invention reduces the amount of CaF2 in the mould powder, reduces the environmental impact of the continuous casting process, and has simple preparation process and is easy to industrialize production.

【技术实现步骤摘要】
一种高铝钢连铸用保护渣及其制备方法和应用
本专利技术涉及冶金
，更具体地，涉及一种高铝钢连铸用保护渣及其制备方法和应用。
技术介绍
炼钢连铸用保护渣是目前连铸工艺中必需的辅助材料，随着高效连铸技术的发展，对保护渣提出了更高的要求。连铸用保护渣在连铸过程中，通过对结晶器钢液表面和铸坯坯壳的作用，起到了绝热、润滑、控制传热、溶解钢中非金属夹杂物、防止钢液氧化的作用，保证了连铸坯质量和连铸生产的顺利进行。高铝钢为钢种Al含量＞0.5％的钢种，如Al-TRIP钢、Al-TWIP钢、电工钢和E2钢等。高铝钢的连铸一直是连铸技术的难点问题。主要问题是高铝钢中[Al]含量高，随着新型钢铁材料的开发，[Al]有增加的趋势，因此钢水反应活性增加，容易与保护渣中的成分进行反应。目前常见的保护渣为CaO-SiO2-Al2O3渣系，主要基质为CaO、SiO2和Al2O3，为提高渣的玻璃性能，将碱度设计得很低，如二元碱度常为0.5左右，因此，保护渣SiO2含量在20％以上。在保护渣-钢液界面存在如下反应：4[Al]+3(SiO2)＝2(Al2O3)+3[Si]，将严重改变保护渣成分和性能，使保护渣Al2O3含量大幅升高，导致保护渣润滑性能恶化，最终引起连铸困难，引起黏结和漏钢等问题。为降低黏度、提高润滑效果，现有保护渣常常大量加入氟化物如CaF2，造成环境污染和人身危害及设备腐蚀。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中高铝钢连铸用保护渣的不足，提供一种高铝钢连铸用保护渣。该保护渣采用Al2O3-MgO-B2O3渣系，大幅提高Al2O3含量、降低SiO2含量，抑制[Al]的氧化。同时，大幅降低了CaF2的用量，减少了F污染，保护渣的熔化温度、熔化速度、黏度及润滑等使用性能完全符合连铸要求。本专利技术要解决的另一技术问题在于提供上述高铝钢连铸用保护渣的制备方法。本专利技术还要解决的技术问题在于提供上述高铝钢连铸用保护渣在高铝钢连铸方面的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种高铝钢连铸用保护渣，所述保护渣由以下质量分数的原材料制备而成：Al2O3：40～50％、MgO：20～30％、B2O3：10～20％、CaO：3～8％、MnO：4～8％、碳质材料：3～8％、SiO2:1～4％、CaF2：1～4％、Na2O：1～4％、Li2O：1～3％、K2O：1～2％。优选地，所述保护渣由以下质量分数的原材料制备而成：Al2O3：40～45％、MgO：21～26％、B2O3：10～16％、CaO：3～5％、MnO：5～7％、碳质材料：4～8％、SiO2:1～4％、CaF2：1～4％、Na2O：1～4％、Li2O：1～3％、K2O：1～2％。所述Al2O3作为保护渣的主要基质，能降低、抑制SiO2的还原，增强了保护渣在应用过程中化学组分的稳定性。所述MgO作为保护渣的主要基质，能使复合阴离子解体，抑制枪晶石和霞石晶体析出；同时易生成高熔点的镁铝尖晶石晶相，保护渣玻璃性能较好，同时对铸坯与结晶器间的横向传热有较好控制。进一步地，所述保护渣碳质材料包括炭黑和石墨。进一步地，所述炭黑和石墨的质量比为1:3。进一步地，所述保护渣的熔化温度区间为1050～1150℃。进一步地，所述保护渣在1300℃下黏度为0.150～0.258Pa·s。进一步地，所述保护渣在1300℃下熔化速度为38～45S。一种上述高铝钢连铸用保护渣的制备方法，包括以下步骤：S1.按比例称取各原材料(除碳质材料外)的混合物，在熔化炉内进行预熔化处理；S2.将预熔后的混合物急冷、粉碎、干燥制成基料；S3.在基料中加入碳质材料混合均匀；S4.将步骤S4中的混合料输送至喷雾造粒塔雾化造粒干燥，干燥得到的颗粒过筛后，得高铝钢连铸用保护渣。进一步地，步骤S2中所述基料的粒度为0.04mm左右。进一步地，步骤S4中所述筛网的粒径为0.1～1mm。一种上述高铝钢连铸用保护渣在高铝钢连铸方面的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术最新采用Al2O3-MgO-B2O3渣系设计高铝钢保护渣，具有比较适宜的熔化温度和熔化速度，连铸过程中能保持合适的液渣层厚度在10～20mm。保护渣中的B2O3能促进熔渣玻璃化，MgO能使复合阴离子解体，抑制枪晶石和霞石晶体析出，保护渣玻璃性能较好，有利于保持良好的润滑效果，同时对铸坯与结晶器间的横向传热有较好控制。本专利技术在保护渣中加入碳质材料充当骨架，其中加入炭黑能增加保护渣的熔化速度，加入石墨后碳质材料能充分均匀的混合在保护渣中，作用效果更加明显。本专利技术以Al2O3、MgO、B2O3为主要基质，加少量CaO、MnO,配加微量SiO2、CaF2、Na2O、K2O、Li2O，增加了保护渣应用过程中的稳定性，减少了F污染。保护渣中大幅度降低了SiO2含量，并增加了MnO，有利于抑制钢中Al对SiO2的还原，减少保护渣使用过程Al2O3的变化，稳定保护渣的成分和性能。本专利技术中减少了保护渣CaF2的用量，降低了连铸过程中的氟污染，有利于环保。本专利技术制备的高铝钢连铸用保护渣熔点、黏度低，润滑性能好，将其应用于高铝钢生产中，可以减轻渣钢反应程度，提高铸坯的表面质量，减少凹陷、裂纹等缺陷，提高铸坯的生产合格率。附图说明图1为实施例1制备的高铝钢连铸用保护渣的黏度-温度曲线。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本专利技术的保护范围。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本专利技术中所用碳质材料包括炭黑和石墨，具体地，碳质材料中炭黑和石墨的质量比为1:3。实施例1本实施例提供一种高铝钢连铸用保护渣的制备方法，保护渣各原材料质量分数如下：Al2O3：40％、MgO：21％、B2O3：10％、CaO：3％、MnO：5％、碳质材料：8％、SiO2:3％、CaF2：3％、Na2O：3％、Li2O：3％、K2O：1％。本实施例中，保护渣的生产工艺包括以下步骤：S1.按比例称取各原材料(除碳质材料外)的混合物，在熔化炉内进行预熔化处理；S2.将预熔后的混合物急冷、粉碎、干燥制成粒度为0.04mm左右的基料；S3.在基料中加入碳质材料混合均匀；S4.将步骤S4中的混合料输送至喷雾造粒塔雾化造粒干燥，干燥得到的颗粒过0.1～1mm筛后，得高铝钢连铸用保护渣。实施例2本实施例提供一种高铝钢连铸用保护渣的制备方法，保护渣的生产工艺与实施例1一致，保护渣各原材料质量分数如下：Al2O3：41％、MgO：22％、B2O3：12％、CaO：3％、MnO：4％、碳质材料：5％、SiO2:3％、CaF2：3％、Na2O：3％、Li2O：3％、K2O：1％。实施例3本实施例提供一种高铝钢连铸用保护渣的制备方法，保护渣的生产工艺与实施例1一致，保护渣各原材料质量分数如下：Al2O3：45％、MgO：20％、B2O3：10％、CaO：4％、MnO：4％、碳质材料：6％、SiO2:3％、CaF2：2％、N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高铝钢连铸用保护渣，其特征在于，所述保护渣由以下质量分数的原材料制备而成：Al2O3：40~50%、MgO：20~30%、B2O3：10~20%、CaO：3~8%、MnO：4~8%、碳质材料：3~8%、SiO2:1~4%、CaF2：1~4%、Na2O：1~4%、Li2O:1~3%、K2O：1~2%。

【技术特征摘要】
1.一种高铝钢连铸用保护渣，其特征在于，所述保护渣由以下质量分数的原材料制备而成：Al2O3：40~50%、MgO：20~30%、B2O3：10~20%、CaO：3~8%、MnO：4~8%、碳质材料：3~8%、SiO2:1~4%、CaF2：1~4%、Na2O：1~4%、Li2O:1~3%、K2O：1~2%。2.根据权利要求1所述的高铝钢连铸用保护渣，其特征在于，所述保护渣由以下质量分数的原材料制备而成：Al2O3：40~45%、MgO：21~26%、B2O3：10~16%、CaO：3~5%、MnO：5~7%、碳质材料：4~8%、SiO2:1~4%、CaF2：1~4%、Na2O：1~4%、Li2O:1~3%、K2O：1~2%。3.根据权利要求1所述的高铝钢连铸用保护渣，其特征在于，所述保护渣碳质材料包括炭黑和石墨。4.根据权利要求3所述的高铝钢连铸用保护渣，其特征在于，所述炭黑和石墨的质量比为1:3。5.根据权利要求1所述的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洵璞，汤伟，罗登，曾凡政，袁工阳，阳建君，
申请(专利权)人：湖南工业大学，湖南华菱湘潭钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43