[发明专利]一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法

说明书

本发明公开了一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法，属于连铸结晶器保护渣技术领域，解决了现有技术中保护渣易与钢中稀土发生反应，稀土夹杂物易上浮进入渣中，导致保护渣的使用性能恶化，严重影响稀土钢连铸工艺顺行和铸坯表面质量等问题。本发明稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣包括CaO、SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、F^‑、MgO、B₂O₃％和C。本发明稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣适用于稀土微合金化钢筋的制备，连浇钢水炉数超过15炉。

技术领域

本发明属于连铸结晶器保护渣技术领域，特别涉及一种稀土微合金化钢筋结晶器用保护渣及制备和应用方法。

背景技术

稀土微合金化技术和稀土处理钢技术目前在耐热钢、耐蚀钢、耐磨钢等领域得到广泛的应用。但是稀土钢连铸生产过程中，保护渣易与钢中稀土发生反应，稀土夹杂物易上浮进入渣中，导致保护渣的使用性能恶化，严重影响了稀土钢连铸工艺顺行和铸坯表面质量。由于稀土元素熔点、燃点较低，在连铸喂丝过程中极易氧化形成高熔点夹杂物，并有强烈的聚结倾向，使结晶器保护渣的性能发生变化，结晶度急剧升高，粘度随之上升，渣耗下降，渣圈增厚，熔渣不能通过弯月面均匀地流入铸坯和结晶器间隙，使结晶器壁与坯壳间液态渣膜变薄，局部甚至无渣膜，恶化润滑和传热条件，造成铸坯表面裂纹增多，或夹杂物卷入弯月面初生坯壳，导致铸坯表面和皮下出现夹杂，严重时会引起粘结漏钢。

研究开发适用于稀土钢连铸的新型保护渣对于稀土在钢中应用技术的发展具有推动作用。

大量的研究表明，稀土钢连铸结晶器保护渣的性能有着特殊的要求。

其中包括：

l)低的氧化性，熔渣的氧化能力要小；

2)熔渣的表面张力要小，较好的溶解、吸收稀土夹杂物的能力，降低渣的粘度和熔渣一夹杂物间界面张力；

3)熔渣的熔化性和流动性要好，较低的凝固温度和结晶化率能改善保护渣的润滑和传热性能，合适的熔化速度能控制熔渣层厚度。熔渣的熔融好具有玻璃性状，难于析出初晶。

传统研究认为，提高碱度能增强保护渣溶解、吸收夹杂物的能力和速度，由于稀土元素能与熔渣中的SiO₂反应，使熔渣碱度波动大，因此大多专利围绕SiO₂含量的增减设计开发。专利JP2005152973、CN200810039377.2提出增加SiO₂方案。已报道的CN200810039377.2、CN201510016163.3、JP2006110578、JP2003181607、JP2006110578日本专利、PCT专利W02007125871所涉及的保护渣碱度均较高。专利CN104550797A把SiO₂含量降低到2～10％范围内，添加超过50％为CaO、Al₂O₃，通过添加Ce₂O₃替代Na₂O降低保护渣的聚合度，起网络破坏体作用，该专利是按照高碱度的设计开发思路，通过降低SiO₂含量，大幅提高CaO含量比率获得高碱度。但是保护渣中的高碱度增加了保护粘度增高、晶体析出温度提高，加快结晶化趋势，对保护渣玻璃体损害加大，增大结晶器摩擦阻力；减少初始保护渣SiO₂中的含量，以有效降低渣金反应性能，SiO₂含量反而增大了稀土与保护渣组元的反应趋势。同时仍需添加较高含量的Na₂O、CaF₂等助熔剂较更易与钢液中的稀土反应，增加渣金界面反应趋势。降低SiO₂含量严重影响熔渣中的玻璃体状态，其负面效果显而易见。

发明内容