高铝钛稀土钢用连铸保护渣制造技术

本发明专利技术公开了一种高铝钛稀土钢用连铸保护渣，其成分重量百分比为：ＣａＯ　２０～４０％，ＳｉＯ↓［２］　３０～５０％，Ｆ　３～８％，Ｎａ↓［２］Ｏ　５～９％，Ｌｉ↓［２］Ｏ　０～５％，Ｃ　０．５～５％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＜８％，ＭｇＯ＜５％，其余为不可避免的杂质；其碱度ＣａＯ／ＳｉＯ↓［２］的范围为Ｒ±０．０５，其中：Ｒ是碱度，Ｒ＝０．９１７－０．３３３Ｍ；Ｍ是钢水中Ａｌ、Ｔｉ、稀土元素的质量百分比含量的总和，％。其改善了保护渣性能，能适应Ａｌ、Ｔｉ、稀土等钢种的连铸要求，充分保证了液渣层的厚度、润滑和消耗量，避免引起铸坯产生夹渣、裂纹等表面缺陷或拉坯阻力过大而造成的漏钢事故，有效保证了连铸工艺顺行和铸坯表面质量，从而生产出高品质的合格铸坯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种连铸用的保护渣。
技术介绍
连铸保护渣是一种粉末状或小颗粒状炼钢辅助材料，用于覆盖在连铸机 结晶器内的钢水表面。它具有绝热保温、防止钢水氧化、吸收夹杂、润滑及 控制传热等多种功能，是炼钢过程控制最终产品--铸坯的质量的最后一道工 艺要素。为保证保护渣的这五大功能，当保护渣覆盖在钢水表面时，必须在 钢水和固态保护渣之间形成一定厚度的液渣层，从而有效防止空气的进入及 容纳更多的外来夹杂，并为铸坯与结晶器铜板缝隙之间提供充足的液态熔渣， 从而保证良好的润滑和传热的控制。 一旦保护渣性能不良，不能保证液渣层 的足够厚度和充分的消耗量，就会引起铸坯产生夹渣、裂纹等表面缺陷，严 重的使拉坯阻力过大而造成漏钢事故。因此，保护渣是保证连铸工艺顺行和 铸坯表面质量的重要手段。通常保护渣以CaO、 Si02二元系为主，外配CaR、 Na20、 "20等助熔剂， 以及少量的A1203、 MgO等组元和一些其它不可避免的杂质(如Fe203)组成，从 而达到适宜的理化性能，满足上述使用要求。由于保护渣的熔点相对于钢水 温度而言低400 50(TC，因此，为控制相对低熔点的保护渣在钢水表面能缓 慢熔化，还必须配入一定量的炭质材料，如碳黑和石墨。炭质材料由于具有 很高的熔点，能有效阻止保护渣液滴的聚集，从而控制保护渣的熔化速度； 且炭质材料又能完全燃烧变为气体，对保护渣不造成污染，因此是一种既廉 价又实用的骨架材料，目前尚未找到其它能有效替代炭质材料的物质。Si02是保护渣的一种重要且配入量较高的组分，是保证保护渣在熔化冷 却过程中呈玻璃态的关键因素。然而当钢水中含有较高的Al、 Ti、稀土 Re 等元素时，由于它们与氧具有很高的亲和力，而保护渣中又以Si02具有较高 的氧势，因此，渣钢之间极易发生如下化学反应4 + 3(Si02) = 3 + 2(A1203) + (Si02) = + (Ti02) 2 + x(Si02) = x + 2(线)由于钢水温度通常在150(TC左右，因此上述反应进行得很快。另外，保 护渣还存在不断消耗的过程，因此在使用过程中与钢水一边反应一边消耗。 以高A1钢为例，如图1所示，横坐标为浇注时间(min)，纵坐标为A1A百 分含量， 一般在钢水开浇10min后，Al203百分含量AA就达到了动态平衡。 可见，在连铸过程中，由于钢水中的Al会还原保护渣中的Si02，使渣中Si02 含量减少，八1203含量增加，从而使保护渣碱度CaO/Si02明显增加。除了上述 反应使保护渣中八1203增加外，保护渣在使用过程中还不断吸收从钢水中上浮 出来的A;U03夹杂。碱度增加使保护渣的析晶性大大提高，从而使结晶器冷却 热阻增加，导致铸坯减薄；八1203的增加提高了熔渣的粘度，使保护渣的消耗 量降低，进一步恶化润滑，增加了连铸漏钢的几率。日本专利JP2003181607、 JP2006110578、 PCT专利W02007125871所涉及 的保护渣碱度均较高，JP2003181607在0.8 1.2， W02007125871和 JP2006110578则均大于1. 5，致使渣钢反应后保护渣的析晶倾向大大增加， 不利于连铸工艺的顺行；JP2003181606、 JP2000000646为无Si渣设计，虽 然从原理上预防了渣钢反应，但无Si渣目前仍因熔渣的各项性能指标不足而 尚无工业化应用的实例。另外，JP200318丽、JP2003181606、 JP11226712 均添加一定量的BaO，由于Ba为重金属元素，其氧化物比重很大，增加了保 护渣熔渣性能的不稳定，不利于保护渣发挥稳定功效。92106323. 7是一种完 全无碳的保护渣，实际工业生产表明，目前连铸保护渣还不能实现真正意义 上的无碳，碳仍旧是控制保护渣熔化的一种最有效且无法替代的组元。总之，上述专利技术涉及的保护渣要么没有工业应用价值，要么在使用过程 中因渣钢反应而恶化保护渣的使用性能，从而给铸坯质量带来负面影响，因 此不能适应高A1、 Ti、稀土等钢种的连铸需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种高铝钛稀土钢用连铸保护渣，改善了保护 渣性能，能适应A1、 Ti、稀土等钢种的连铸要求，充分保证了液渣层的厚度、润滑和消耗量，避免引起铸坯产生夹渣、裂纹等表面缺陷或拉坯阻力过大而 造成的漏钢事故，有效保证了连铸工艺顺行和铸坯表面质量，从而生产出高 品质的合格铸坯。本专利技术实现上述目的的技术方案为 一种高铝钛稀土钢用连铸保护渣，其成分重量百分比为Ca0 20 40%， Si02 30 50%， F 3 8°/。， Na20 5 9%， Li20 0 5%， C 0. 5 5%， Al203<8%， Mg0<5%，其余为不可避免的杂质；其 碱度Ca0/Si02的范围为R士0.05,其中 R是碱度，R=0. 917-0. 333M;M是钢水中A1、 Ti、稀土元素的质量百分比含量的总和，％。优选地，还包括8203，其成分重量百分比为0 10%。优选地，还包括MnO，其成分重量百分比为0 10%。本专利技术由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点 和积极效果在不可避免的渣钢反应平衡后仍可实现稳定的冶金性能，正常 发挥保护渣的隔热、防氧化、吸附夹杂、控制传热和润滑功能，避免引起铸 坯产生夹渣、裂纹等表面缺陷或拉坯阻力过大而造成的漏钢事故，从而生产 出高质量的铸坯，满足生产需求。附图说明图1是现有技术的高铝钢与保护渣反应Al203随时间变化示意图。 具体实施例方式本专利技术所涉及保护渣成分组成为Ca0 20 40%， Si02 30 50%， A1203 0 8%， MgO 0 5%， F3 8%， Na20 5 9%， Li20 0 5%， C 0. 5 5%。 A1203、 MgO 为原料带入的不可避免的主要杂质，要求Al203〈8%， Mg0〈5%。碱度CaO/Si02 控制在R士0.05的范围内，R值根据钢水中A1、 Ti、稀土元素的质量百分比 含量值的总和M(。/。)，由下式确定-R二O. 917-0. 333M上述保护渣中可添加0 10%的B203，即可有效降低熔渣的熔点粘度值， 又不会增加析晶的可能性，从而保证了熔渣的玻璃化特性，有利于铸坯在结 晶器内的润滑。上述保护渣中可添加0 10。/。的Mn0，即可缓解钢水中A1、 Ti、稀土元素 与渣中Si02的反应量，又能降低钢水的幅射传热，尤其适用于那些即希望增 加保护渣界面热阻，又想保持保护渣玻璃化特性的钢种。上述保护渣在渣钢反应平衡后熔点不超过1150°C， 1300'C粘度不超过 0, 5Pa. s。实施例1用于Al、 Ti和稀土含量在0.01%的钢水连铸用保护渣，碱度计算值 R=0. 917-0. 333X0.01=0.91，保护渣化学成分为CaO: 30%， Si02: 33%， A1203: 7%， MgO: 4%， F:4%，歸5%， Li20:4%， MnO: 8%， C:4%，其余为原料带入的 微量杂质，渣钢反应平衡后该保护渣在130(TC的粘度为0.2Pa.s，熔点为 1020°C。实施例2用于Al、 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铝钛稀土钢用连铸保护渣，其特征在于成分重量百分比为：ＣａＯ２０～４０％，ＳｉＯ↓［２］　３０～５０％，Ｆ　３～８％，Ｎａ↓［２］Ｏ　５～９％，Ｌｉ↓［２］Ｏ　０～５％，Ｃ　０．５～５％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＜８％，ＭｇＯ＜５％，其余为不可避免的杂质；其碱度ＣａＯ／ＳｉＯ↓［２］的范围为Ｒ±０．０５，其中：　Ｒ是碱度，Ｒ＝０．９１７－０．３３３Ｍ；　Ｍ是钢水中Ａｌ、Ｔｉ、稀土元素的质量百分比含量的总和，％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，蔡得祥，朱祖民，宗震宇，曹伟，胡暑名，王洪亮，朱小线，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]