[发明专利]一种含钛钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含钛钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法和应用，属于含钛钢连铸保护渣领域，解决了现有技术中的含钛钢连铸用结晶器保护渣润滑性能差，坯料表面易形成裂纹的缺陷。本发明结晶器保护渣以质量百分数计包括：SiO₂ 28～33％、CaO 30～35％、MgO 2.5～3.5％、Al₂O₃ 5～8％、Na₂O+K₂O 9～12％、F 3～4％、C 4～8％、B₂O₃ 1～3％、MnO 1～3％，其余为不可避免的杂质；二元碱度R 1.0～1.1，R为CaO/SiO₂，熔点为1000～1100℃，1300℃下的粘度为0.46～0.86Pa·s。

技术领域

本发明属于含钛钢连铸保护渣领域，具体涉及一种含钛钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法和应用。

背景技术

钛是钢铁材料中重要的微合金元素，具有强化效果好、成本低等优势；钛还可以与钢中的自由氮结合，减轻钢的时效硬化，消除或减小屈服平台，提高均匀变形能力；在焊材中，钛可以起到减少飞溅、提高焊缝成型性的作用；在不锈钢中，钛可与碳氮结合，防止晶界贫铬，提高晶界腐蚀抗力。

然而，钛属于活泼金属元素，在连铸过程中，钢中的钛容易被保护渣氧化，形成的TiO₂进入保护渣，将提高保护渣的粘度和熔点，影响保护渣的润滑和传热性能，导致连铸坯的表面缺陷，影响连铸顺行。此外，Ti还容易和C、N结合，形成高熔点的TiC、TiN，同样会恶化保护渣的性能。因此，在设计含钛钢保护渣时，需提高保护渣吸收TiO₂、TiC、TiN后的性能稳定性，保持良好的润滑效果。

专利CN105642849A公开了一种含钛钢连铸用结晶器保护渣，其组成成分质量百分比：CaO 15～35％、SiO₂ 7～15％、Al₂O₃ 10～30％、F^-3～15％、Li₂O 3～10％、BaO 5～20％、Mn₂O₃ 1～3％、C 2～12％、MgO≤1.5％和Fe₂O₃≤2％。该发明相对于传统渣系SiO₂含量低，Al₂O₃含量较高，同时配入一定量Mn₂O₃作为强氧化剂，有效消除或缓解含钛钢连铸过程中结晶器内钢渣界面固态凝结物的危害，维持保护渣性能的相对稳定，提高连浇炉数和铸坯质量。然而该专利为低SiO₂、高Al₂O₃含量含钛钢用保护渣，该类保护渣虽然能够抑制钢水中Ti、Al与保护渣中SiO₂反应，提高保护渣稳定性，但由于碱度高，且Al₂O₃含量高，保护渣熔点会急剧增加，即保护渣熔点最高1200℃，导致在中间包钢水温度相同时，连铸过程中保护渣液渣层薄，润滑性能差。在结晶器振动下，坯壳与结晶器铜板之间摩擦力大，坯料表面易形成裂纹。