[发明专利]一种新型耐蚀合金钢连铸保护渣及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型耐蚀合金钢保护渣及其应用；属于钢铁连铸技术领域。

背景技术

作为连铸过程中重要的功能材料，保护渣在连铸结晶器内发挥绝热保温、防止钢水二次氧化、吸收非金属夹杂、润滑坯壳和控制传热等重要作用。保护渣性能的好坏，直接决定着铸坯质量，从而影响生产效益。

钢中添加的合金元素，在大幅改善钢材质量的同时，也对其生产过程带来不利影响。特别是含Al、Ti、Mn、Cr、Mo、V等活泼金属的钢种，这些合金元素在连铸结晶器内与熔融保护渣接触过程中，会在渣/钢界面与保护渣中部分氧化物反生氧化还原反应。例如：含铝、钛耐蚀合金中的Al和Ti与保护渣中的SiO₂发生氧化还原反应：4[Al]+3(SiO2)＝2(Al₂O₃)+3[Si]，[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]。反应生成的Al₂O₃、TiO₂进入保护渣，Si进入钢液当中。SiO₂的消耗将引起保护渣的碱度(CaO/SiO₂)急剧升高，保护渣中的Al₂O₃、TiO₂含量显著增加。此外，合金中的活泼元素还会产生的AlN、TiN等夹杂物进入保护渣中。这些会导致保护渣粘度、熔化温度等特性发生显著变化，保护渣结渣条严重，液渣的流动性不畅，渣消耗量下降，保护渣的润滑和传热控制功能变差，严重时将引发漏钢等恶性事故，并且铸锭还容易出现凹陷、裂纹、夹杂等质量缺陷。

从文献检索的情况来看，目前有一些针对含铝或钛合金连铸过程设计和开发的保护渣，如公开号为公开号为CN102248141A《含铌、钒、钛低合金宽厚板坯用高碱度结晶器保护渣及制造方法》，公开号为CN102825228A《一种高温合金钢用连铸结晶器保护渣及其制造方法》、CN101219465A《含钛板坯不锈钢专用连铸结晶器保护渣及其生产工艺》和CN 102233414A的专利《高铝高锰型无磁钢结晶器保护渣及其制造方法》。但这些保护渣均未考虑合金中的活泼元素与保护渣中部分氧化物发生的氧化还原反应，例如4[Al]+3(SiO₂)＝2(Al₂O₃)+3[Si]，[Ti]+(SiO2)＝(TiO₂)+[Si]，对保护渣性能恶化的影响。以及由此而产生的铸坯产生大量纵裂和夹杂等问题，因此这些保护渣不适合用于板坯连铸机生产含活泼元素的合金，尤其不适合用于板坯连铸机生产Al质量百分含量在0～0.3％，Ti质量百分含量在0.8～1.1％范围内的耐腐蚀合金产品。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种组分配比合理、可抑制渣钢反应，不易变性，粘度、熔化温度特性稳定的保护渣及其在含铝、钛耐蚀合金中的应用。

本发明一种保护渣，以质量百分比计包括下述组分：

CaO 17～25％，优选为17～23％，进一步优选为18.2-21.9％；

SiO₂23～31％，优选为23～27％，进一步优选为23.7-25.0％；

Al₂O₃10～14％，优选为12～14％，进一步优选为12.8-13.8％；

MgO 1～4％，优选为2～4％，进一步优选为2.6-3.8％；

(Na₂O+Li₂O)10～15％，优选为13-15％，进一步优选为13.2-14.5％；

B₂O₃1～8％，优选为4～7％，进一步优选为5.5-6.2％；

TiO₂1～6％，优选为2～5％，进一步优选为3.4～4.3％；

BaO4～8％，优选为5～8％，进一步优选为5.5～6.8％；

F^-10～13％；优选为10.5-12.5％，进一步优选为11-12％。

本发明所述保护渣中，CaO与SiO₂质量比为0.7～0.9：1。

本发明所述保护渣中，所述F^-以CaF₂、NaF、Na₃AlF₆中任意一种的形式配入保护渣。