[发明专利]一种无铝或超低铝钢连铸用保护渣及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼连铸生产技术，特指一种无铝或超低铝钢连铸用保护渣及制备方法。

背景技术

连铸技术以其高效、节能、优质、易于实现自动化和智能化等诸多优点，受到冶金界的高度重视，与之相配套的连铸结晶器保护渣也得到了相应的发展，且成为不可或缺的冶金辅助材料；现有的连铸保护渣主要采用SiO₂-Al₂O₃-CaO渣系，在此基础上加入少量助熔剂(碱金属或碱土金属氧化物、氟化物、硼化物等)和控制熔速的炭质材料(炭黑、石墨和焦炭等)，这类保护渣具有较低的熔点和粘度，而且具有玻璃渣润滑效果好等优势。

随着对钢质量控制要求的逐步提高，连铸过程的钢-渣反应开始受到冶金工作者的关注，比如对超低碳钢采用无碳保护渣以防止保护渣对钢液增碳等，这要求保护渣在起到连铸润滑、防止钢液氧化、吸气等作用的同时，还要具有吸收钢中夹杂物的功能，已有发明提出通过引入助熔剂来改善因钢中氧化铝进入保护渣使保护渣性能恶化的技术方案；但是，保护渣中的某些氧化物在传统观念上被认为是稳定氧化物，从而忽略了这类氧化物对钢液质量的影响；氧化铝是钢中最有害的夹杂物之一，过去针对控制钢中氧化铝夹杂的研究主要围绕如何降低钢中的氧含量来展开，但对于对氧化铝夹杂非常敏感的钢种如帘线钢、轴承钢、滚珠钢、铁路道岔钢等，仅从脱氧的角度去控制钢中的氧化铝夹杂是远远不够的，因此，不仅仅要降低钢中氧的含量，更要控制钢中的铝的含量，因此无铝或超低铝钢应运而生；但针对无铝或超低铝钢连铸保护渣的研究甚少，由于保护渣中的氧化铝一直被认为是稳定的氧化物，从而忽视了保护渣中氧化铝被还原进入钢液即向钢液增铝的影响，而且保护渣中的氧化铝对保护渣的熔点、粘度以及析晶温度都有重要影响，一直作为保护渣性能的重要调节剂，被广泛使用，而新近的研究表明，当钢中的铝含量很低(<50ppm)时，保护渣中氧化铝的活度高于一定值后，氧化铝即可以被碳及钢中的Si、Mn等元素还原而进入钢液，从而使钢液增铝，影响钢液的质量。

综上所述，目前缺少针对无铝或超低铝钢连铸用的新型保护渣，以减少或控制保护渣向钢中增铝对钢液质量的危害。

发明内容

本发明的目的是提供一种无铝或超低铝钢连铸用保护渣及制备方法，通过选用新组元和优化保护渣的成分，替代保护渣中氧化铝所起到的助熔、调节流动性等作用，发明一种不含氧化铝的新保护渣体系，克服因保护渣中氧化铝被还原而向钢中增铝的危害，解决无铝或超低铝钢连铸存在的问题。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：

一种无铝或超低铝钢连铸用保护渣，其特征在于：所述无铝或超低铝钢连铸保护渣的成分按质量百分数计算为：(CaO+BaO) 20-40%，SiO₂ 30-50%，MgO 1-3%，(Fe₂O₃+MnO) 1-3%，(B₂O₃+Li₂O+Na₂O) 5-15%，C 3-7%，其余为不可避免的杂质0-5%；具体的，对于保护渣中的主要组元的补充说明如下：

保护渣的碱度(主要碱性物质与酸性物质的质量之比) ：R=(CaO+BaO)/(SiO₂)= 0.7-0.9，依此来确定碱性物质(CaO+BaO)和酸性物质SiO₂的含量范围；需要进一步说明的是保护渣中的碱性物质(CaO+BaO)是按质量比CaO：BaO=2：1配制的组合物。

保护渣中的还原性气氛调节组分(Fe₂O₃+MnO)是按质量比Fe₂O₃：MnO=1：2配制的组合物。

保护渣中的(B₂O₃+Li₂O+Na₂O)为质量之比B₂O₃：Li₂O：Na₂O= 2：1：2的组合物。

另外，需要补充的说明的是本发明的无铝或超低铝钢连铸用保护渣中氧化铝的含量要进行严格限制，因此，本发明的保护渣中杂质总量低于5%，特别是杂质中Al₂O₃的质量分数小于0.5%，这给原料的选用提供参考标准。