[发明专利]一种新型高铝钢保护渣及其应用

说明书

本发明公开了一种新型高铝钢保护渣。其由下述组分组成：Na₃AlF₆ 40％～65％，Al₂O₃ 10％～40％，CaO 6％～14％，CaF₂ 1％～7％，Fe₂O₃ 1％～7％，MnO 1％～7％，C 3％～15％，其余为不可避免的杂质。本发明保护渣采用Na₃AlF₆‑Al₂O₃渣系，与传统高铝钢保护渣相比，基本不含SiO₂、Na₂O等与钢水中[Al]等活泼元素反应的组分，不发生钢渣反应，其成分和性能稳定，在连铸过程中，能吸收钢中的夹杂物而不发生保护渣性能恶化，能很好的润滑铸坯，并控制传热，保证了高铝钢连铸过程的顺利进行。

技术领域

本发明涉及一种新型高铝钢保护渣及其应用；属于钢铁冶炼连铸领域。

背景技术

结晶器保护渣在连铸生产中起着吸收夹杂物、控制热流、润滑初始凝固坯壳、防止钢水氧化、减少热量散失等重要作用。传统的结晶器保护渣按成分可分为硅铝钠系、硅铝氟系和钙硅铝体系三类，应用最普遍的是钙硅铝系保护渣，配以适量调节剂(Na₂O、MgO、Li₂O、CaF₂、B₂O₃和氧化锰等化合物)和骨架(碳黑、石墨等)。

高铝钢中铝的含量一般大于0.5％，由于高铝钢中的Al含量较高，在连铸过程的[Al]会与保护渣中的SiO₂等还原物质发生钢渣反应：3(SiO₂)+4[Al]＝3[Si]+2(Al₂O₃)，保护渣的成分发生突变，由于大量Al₂O₃进入渣中，容易形成高熔点物质钙铝黄长石(2CaO·Al₂O₃·SiO₂)，使保护渣的粘度急剧升高，结晶性能发生显著变化，从而导致传热不均，润滑不良，连铸过程恶化，铸坯表面出现裂纹、凹陷等严重缺陷。

保证高铝钢的连铸顺行，很多专家、学者做了大量研究，起研究方向主要分为两个方面。一是常规型低碱度CaO-SiO₂系保护渣，例如专利CN 102389955A通过在保护渣中添加碱金属氧化物如MgO、BaO和SrO等，替代CaO能改善渣的玻璃化程度，改善保护渣润滑性。然而采取此类方案的保护渣渣钢反应严重，钢中的[Al]会与保护渣中的SiO₂，进去到保护渣中。

二是弱(非)反应型低硅CaO-Al₂O₃系保护渣，例如专利CN 102389955 A通过控制保护渣中SiO₂含量在2％以内，以及专利CN 108213365 A通过控制(Na₂O+K₂O+SiO₂)≤2％，能有效降低渣钢反应，抑制保护渣成份改变和性能恶化，但保护渣碱度较高，结晶性强，不利于保护渣传热，在连铸过程中会存在熔化欠佳、易结渣圈及消耗量偏低等问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型高铝钢保护渣，摒弃了传统硅铝钠系、硅铝氟系和钙硅铝体系保护渣研究思路，创新性提出一种Na₃AlF₆-Al₂O₃系保护渣。该保护渣不与钢中[Al]反应，具有较低的熔点和粘度，以Na₃AlF₆和Al₂O₃作为主要析出晶相，以控制传热，保证了连铸的顺利进行。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明一种新型高铝钢保护渣，由下述质量百分含量的组分组成：