[发明专利]一种含铝超低碳钢用低反应性保护渣

说明书

本发明公开了一种含铝超低碳钢用低反应性保护渣，其化学成分的重量百分数为：BaO+Al₂O₃：40～55％，BaO/Al₂O₃＝0.7～1.0，Na₂O：12～20％，F：8～16％，TiO₂：10～20％，CaO：3～8％，C：1～4％，不可避免的杂质含量≤5％。该保护渣的熔点为1060～1160℃，1300℃粘度为0.2～0.5Pa.s，用于含铝超低碳钢的连铸生产中，可较好地避免渣钢反应，以更稳定的熔渣物性保持于连铸工艺中，确保连铸工艺顺利进行，保证熔渣对铸坯的润滑效果，并减少铸坯表面夹渣缺陷。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含铝超低碳钢用低反应性保护渣。

背景技术

保护渣是一种覆盖在钢水表面的炼钢辅助用功能材料，外形呈黑色粉末状或小颗粒状。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，是炼钢过程控制铸坯表面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(厚度在6-20mm范围内为最佳)，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利进行和铸坯表面质量的重要手段。

通常，保护渣以CaO、SiO₂二元系为主，外配CaF₂、Na₂O、Li₂O等助熔剂，以及少量的Al₂O₃、MgO、MnO等组元和一些其它不可避免的杂质(如Fe₂O₃)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低400～500℃，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。总之，保护渣是一种以CaO、SiO₂为主(二者含量约占60-70％)的多种氧化物和氟化物的混合体。

铝具有较好的脱氧、细化晶粒、耐蚀性等作用，因此在钢水中铝是很常见的元素之一，同时铝也是一种还原性很强的元素。在钢水浇注过程中，在结晶器内与保护渣直接接触，不可避免地与保护渣中以SiO₂为主的组元发生如下氧化还原反应：4[Al]+3(SiO₂)＝3[Si]+2(Al₂O₃)。

该反应导致保护渣中SiO₂被钢水中的Al还原，生成的Al₂O₃又进入到保护渣中，促使粘度急剧、持续升高，SiO₂的减少又使保护渣熔点持续增加。这些渣钢反应一来导致熔渣物理性能发生变化，不利于连铸工艺的顺利进行，二来渣钢界面因反应而存在的物质传递会大幅降低渣钢的界面张力，促进了卷渣的产生，使铸坯表面缺陷发生率升高。