技术摘要：
本发明属于钢水连铸技术领域，具体涉及高铝钢用连铸保护渣及其制备方法。本发明所要解决的技术问题在于提供一种能确保高铝钢顺利浇注、实现多炉连浇，并能获得良好铸坯质量的连铸保护渣。该保护渣由以下重量百分比的成分组成：CaO：15～30％，SiO2：11～20％，Al2O3：1 全部
背景技术：
高铝钢钢种(Al＞0.6％)成分中Al元素的含量较高，Al是易氧化元素，在连铸生产 中Al易被保护渣中SiO2氧化，造成保护渣的碱度升高；同时大量Al2O3加入保护渣中，使保护 渣的粘度、熔点上升，保护渣消耗降低，这些性能的变化不仅使保护渣润滑性能下降，铸坯 与结晶器壁的摩擦阻力增加，最终导致漏钢事故的发生，而且因性能变化，保护渣向结晶器 壁和坯壳间的流入均匀性也受到极大的影响，使铸坯向结晶器壁的传热不均匀，从而诱发 铸坯表面缺陷产生。因此，在连铸生产高铝钢时，为避免漏钢，保证连铸浇注的顺行，并减少 或防止铸坯避免缺陷的产生，研究开发与高铝钢相适应的连铸保护渣是连铸生产高铝钢的 核心技术。 专利文献CN108213365B公开了一种高铝钢用非反应性保护渣，由以下重量百分比 的组分组成：CaO 26％～40％，Al2O318％～28％，BaO 14％～28％，Li2O 2％～10％，F-6％ ～14％，MgO≤2％，C 2％～8％，其余为不可避免的杂质，并保持杂质中(Na2O K2O SiO2)≤ 2％。该专利基本不含SiO2、Na2O、Fe2O3、B2O3等与钢水中[Al]、[Ti]等活泼元素反应的组分， 使用后保护渣成分和性能依然稳定。但是，该保护渣中网络形成体较低，当浇铸温度和拉速 发生波动时结晶器热流密度和铸坯摩擦力容易发生波动，生产稳定顺行难度大。 专利文献CN108176831A公开了一种高铝钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分及质 量百分含量为：CaO 31％～39％、SiO220％～28％、MgO 3％～7％、Li2O 2％～4 .5％、 Al2O35％～10％、Na2O 5％～10％、F 2％～5％、MnO 3％～10％、C 4％～8％，其余为杂质。 该专利保护渣克服了高铝钢钢水中铝氧化物进入熔渣，恶化熔渣的缺陷，所得铸坯合格率 高。该保护渣主要为CaO-SiO2系的保护渣，在吸收少量Al2O3后可保持性能稳定，但是在连浇 炉数较高时，保护渣中的SiO2被钢中的Al大量还原，导致保护渣中的SiO2大量减少，Al2O3大 量增加，渣系熔点和粘度发生较大变化，保护渣的冶金性能恶化。 专利文献CN107498013B公开了一种含TiO2高铝钢保护渣，其按质量百分比计，由 以下氧化物组成：CaO 30％～45％，Al2O316％～24.5％，SiO28％～16％，Na2O 8％～15％， Li2O 1％～5％，MgO 2％～6％，BaO 3％～7％，F-6％～10％，TiO22.7％～7％，(CaO BaO)/ Al2O3为1.0～2.1。该保护渣熔点和粘度较低，结晶性能良好，特别适用于Al含量在1.5～ 2.5％的高铝钢的连铸。该保护渣使用时，能有效地减弱连铸过程中渣钢反应的程度，使连 铸过程中保护渣的结晶性能和润滑性能变得更加稳定，大大减少了铸坯表面出现的凹陷、 裂纹、夹杂等质量缺陷的概率。但是，该保护渣中TiO2容易在富碳层的高温下生成TiC或 TiCN高熔点物，严重恶化保护渣润滑性能，使漏钢风险大幅度升高。 专利文献CN107470576B公开了一种含三氧化二铁的低碳高铝钢连铸保护渣及其 应用。所述保护渣由以下质量百分比含量的氧化物组分组成：CaO 22～32％、Al2O319～ 29％、SiO210～16％、MnO 2～8％、Na2O 6～12％、Li2O 2～6％、BaO 4％～12％、F-7％～ 3 CN 111570740 A 说 明 书 2/5 页 13％、Fe2O32％～10％、(CaO BaO)/Al2O3为1.3～2.3、Fe2O3/SiO2为0.2～0.9。本发明通过控 制添加适量的Fe2O3获得了粘度较低和结晶性能良好的保护渣。将该保护渣应用于低碳高铝 钢板坯连铸生产过程中，能有效地抑制连铸过程中发生的渣钢反应，使连铸过程中保护渣 的结晶性能和润滑性能变得更加稳定。但是，该保护渣中Na2O含量过高，当结晶器液面活跃 时钢中铝容易与渣中Na2O反应，造成Na2O大幅度降低而保护渣熔点急剧升高，恶化保护渣的 稳定流入消耗，危害润滑功能的正常发挥。 专利文献CN106424622A公开了一种高铝钢用连铸保护渣及其制备方法，其组成成 分百分比为：CaO 30％～45％、Al2O320％～30％、SiO2≤3％、Li2O 3％～8％、SrO 1％～ 3％、Na2O 5％～10％、BaO 3％～6％、MgO≤3％、C 2％～4％、F≤2％，其余为杂质。该专利 采用低SiO2的思路，在浇注高铝钢时，可有效降钢中的Al、Ti及稀土类具有强还原性元素被 氧化，可有效稳定钢中元素含量，但是，由于该保护渣碱度高、结晶性强，在连铸浇注过程中 存在润滑性较差，熔化不好等问题，另外，其Na2O含量高，仍会与钢中的铝、钛等活泼金属反 应，导致元素烧损。 专利文献CN103909241A公开了一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，其化学成分按重 量百分比满足：SiO210～25％，Al2O312～25％，CaO 15～35％，MgO 1～3％，F 6～10％，Na2O B2O3≤3％，Li2O 1～4％，Fe2O3≤2％，C 5～10％，其余组分为杂质。本发明连铸保护渣的理 化性能为：CaO/SiO2为1.5～2.2，熔点为1000～1100℃，1300℃时黏度为0.09～0.15Pa·s。 该保护渣具有成本较低、能有效降低渣-钢界面反应性、吸收Al2O3夹杂的能力强、能有效协 调控制润滑和传热特性的特征，能够保证高铝钢连铸过程顺行，浇铸出表面质量优异的高 铝钢板坯，且能实现多炉次连浇。但是以渣中CaO和Al2O3为主形成的铝酸钙矿相生长速度 慢，结晶性能不稳定，在连浇炉次之间中包液位变化和钢水中Al2O3含量增加情况下，结晶器 热流密度下降明显，容易引发粘结和漏钢报警。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能确保高铝钢顺利浇注、实现多炉连 浇，并能获得良好铸坯质量的连铸保护渣及其制备方法。 本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是提供了低碳高铝钢用连铸保护渣。 该保护渣由以下重量百分比的成分组成：CaO：15～30％，SiO2：11～20％，Al2O3：10～20％， MgO：≤1％，F－：7～13％，C：5～10％，BaO SrO：10～30％，B2O3：1～6％，Na2O Fe2O3 Li2O总量 ≤12％，和不可避免的杂质。 优选地，所述高铝钢用连铸保护渣，由以下重量百分比的成分组成：CaO：15～ 30％，SiO2：11～20％，Al2O3：10～20％，Na2O：1～5％，MgO：≤1％，F－：7～13％，C：5～10％， BaO SrO：10～30％，B2O3：1～6％，Li2O：3～9％，Fe2O3：1～3％，和不可避免的杂质。 进一步地，所述高铝钢用连铸保护渣中CaO BaO SrO与Al2O3 B2O3 SiO2含量的比值 0.6～1.6。 进一步地，所述高铝钢用连铸保护渣的熔点为1020～1200℃，1300℃下粘度0.1～ 0.6Pa·S。 进一步地，所述低碳高铝钢用保护渣的粒度为0.1～1.0mm；粒度为0.1～1.0mm的 保护渣占比≥85％。 4 CN 111570740 A 说 明 书 3/5 页 本发明还提供了所述的低碳高铝钢用连铸保护渣的制备方法，该方法为：按保护 渣预熔料用量≥60wt％，加入碳质材料，含CaO物料，含SiO2物料，含Al2O3物料，含氟物料，含 钡物料或含Sr物料，加入含硼物料，钠盐、含氧化铁物料，含锂物料按照所述保护渣成分进 行配加，按照常规工艺制得。 进一步地，所述保护渣预熔料成分按质量百分比计包括：CaO：15～30％，SiO2：10 ～19％，Al －2O3：10～20％，F ：5～11％，BaO SrO：10～22％，Li2O：3～9％，B2O3：1～6％， Fe2O3：1～3％，其余为杂质。 进一步地，所述保护渣预熔料的熔点为1040～1140℃，1300℃下粘度为0.1～ 0.8Pa·S。 本发明的有益效果是： 采用本发明成分的低碳高铝钢用保护渣降低了保护渣中SiO2对钢Al的氧化，且本 发明保护渣熔点和粘度稳定，确保了保护渣性能的稳定性。本发明通过对保护渣中各成分 含量的控制，保证了保护渣对铸坯的润滑性，避免了漏钢情况的产生，并且，可减少或防止 铸坯表面缺陷的产生，确保铸坯的质量。本发明低碳高铝钢用保护渣可实现大于240分钟的 连续浇注。
本发明属于钢水连铸技术领域，具体涉及高铝钢用连铸保护渣及其制备方法。本发明所要解决的技术问题在于提供一种能确保高铝钢顺利浇注、实现多炉连浇，并能获得良好铸坯质量的连铸保护渣。该保护渣由以下重量百分比的成分组成：CaO：15～30％，SiO2：11～20％，Al2O3：1 全部
背景技术：
高铝钢钢种(Al＞0.6％)成分中Al元素的含量较高，Al是易氧化元素，在连铸生产 中Al易被保护渣中SiO2氧化，造成保护渣的碱度升高；同时大量Al2O3加入保护渣中，使保护 渣的粘度、熔点上升，保护渣消耗降低，这些性能的变化不仅使保护渣润滑性能下降，铸坯 与结晶器壁的摩擦阻力增加，最终导致漏钢事故的发生，而且因性能变化，保护渣向结晶器 壁和坯壳间的流入均匀性也受到极大的影响，使铸坯向结晶器壁的传热不均匀，从而诱发 铸坯表面缺陷产生。因此，在连铸生产高铝钢时，为避免漏钢，保证连铸浇注的顺行，并减少 或防止铸坯避免缺陷的产生，研究开发与高铝钢相适应的连铸保护渣是连铸生产高铝钢的 核心技术。 专利文献CN108213365B公开了一种高铝钢用非反应性保护渣，由以下重量百分比 的组分组成：CaO 26％～40％，Al2O318％～28％，BaO 14％～28％，Li2O 2％～10％，F-6％ ～14％，MgO≤2％，C 2％～8％，其余为不可避免的杂质，并保持杂质中(Na2O K2O SiO2)≤ 2％。该专利基本不含SiO2、Na2O、Fe2O3、B2O3等与钢水中[Al]、[Ti]等活泼元素反应的组分， 使用后保护渣成分和性能依然稳定。但是，该保护渣中网络形成体较低，当浇铸温度和拉速 发生波动时结晶器热流密度和铸坯摩擦力容易发生波动，生产稳定顺行难度大。 专利文献CN108176831A公开了一种高铝钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分及质 量百分含量为：CaO 31％～39％、SiO220％～28％、MgO 3％～7％、Li2O 2％～4 .5％、 Al2O35％～10％、Na2O 5％～10％、F 2％～5％、MnO 3％～10％、C 4％～8％，其余为杂质。 该专利保护渣克服了高铝钢钢水中铝氧化物进入熔渣，恶化熔渣的缺陷，所得铸坯合格率 高。该保护渣主要为CaO-SiO2系的保护渣，在吸收少量Al2O3后可保持性能稳定，但是在连浇 炉数较高时，保护渣中的SiO2被钢中的Al大量还原，导致保护渣中的SiO2大量减少，Al2O3大 量增加，渣系熔点和粘度发生较大变化，保护渣的冶金性能恶化。 专利文献CN107498013B公开了一种含TiO2高铝钢保护渣，其按质量百分比计，由 以下氧化物组成：CaO 30％～45％，Al2O316％～24.5％，SiO28％～16％，Na2O 8％～15％， Li2O 1％～5％，MgO 2％～6％，BaO 3％～7％，F-6％～10％，TiO22.7％～7％，(CaO BaO)/ Al2O3为1.0～2.1。该保护渣熔点和粘度较低，结晶性能良好，特别适用于Al含量在1.5～ 2.5％的高铝钢的连铸。该保护渣使用时，能有效地减弱连铸过程中渣钢反应的程度，使连 铸过程中保护渣的结晶性能和润滑性能变得更加稳定，大大减少了铸坯表面出现的凹陷、 裂纹、夹杂等质量缺陷的概率。但是，该保护渣中TiO2容易在富碳层的高温下生成TiC或 TiCN高熔点物，严重恶化保护渣润滑性能，使漏钢风险大幅度升高。 专利文献CN107470576B公开了一种含三氧化二铁的低碳高铝钢连铸保护渣及其 应用。所述保护渣由以下质量百分比含量的氧化物组分组成：CaO 22～32％、Al2O319～ 29％、SiO210～16％、MnO 2～8％、Na2O 6～12％、Li2O 2～6％、BaO 4％～12％、F-7％～ 3 CN 111570740 A 说 明 书 2/5 页 13％、Fe2O32％～10％、(CaO BaO)/Al2O3为1.3～2.3、Fe2O3/SiO2为0.2～0.9。本发明通过控 制添加适量的Fe2O3获得了粘度较低和结晶性能良好的保护渣。将该保护渣应用于低碳高铝 钢板坯连铸生产过程中，能有效地抑制连铸过程中发生的渣钢反应，使连铸过程中保护渣 的结晶性能和润滑性能变得更加稳定。但是，该保护渣中Na2O含量过高，当结晶器液面活跃 时钢中铝容易与渣中Na2O反应，造成Na2O大幅度降低而保护渣熔点急剧升高，恶化保护渣的 稳定流入消耗，危害润滑功能的正常发挥。 专利文献CN106424622A公开了一种高铝钢用连铸保护渣及其制备方法，其组成成 分百分比为：CaO 30％～45％、Al2O320％～30％、SiO2≤3％、Li2O 3％～8％、SrO 1％～ 3％、Na2O 5％～10％、BaO 3％～6％、MgO≤3％、C 2％～4％、F≤2％，其余为杂质。该专利 采用低SiO2的思路，在浇注高铝钢时，可有效降钢中的Al、Ti及稀土类具有强还原性元素被 氧化，可有效稳定钢中元素含量，但是，由于该保护渣碱度高、结晶性强，在连铸浇注过程中 存在润滑性较差，熔化不好等问题，另外，其Na2O含量高，仍会与钢中的铝、钛等活泼金属反 应，导致元素烧损。 专利文献CN103909241A公开了一种高铝钢连铸用结晶器保护渣，其化学成分按重 量百分比满足：SiO210～25％，Al2O312～25％，CaO 15～35％，MgO 1～3％，F 6～10％，Na2O B2O3≤3％，Li2O 1～4％，Fe2O3≤2％，C 5～10％，其余组分为杂质。本发明连铸保护渣的理 化性能为：CaO/SiO2为1.5～2.2，熔点为1000～1100℃，1300℃时黏度为0.09～0.15Pa·s。 该保护渣具有成本较低、能有效降低渣-钢界面反应性、吸收Al2O3夹杂的能力强、能有效协 调控制润滑和传热特性的特征，能够保证高铝钢连铸过程顺行，浇铸出表面质量优异的高 铝钢板坯，且能实现多炉次连浇。但是以渣中CaO和Al2O3为主形成的铝酸钙矿相生长速度 慢，结晶性能不稳定，在连浇炉次之间中包液位变化和钢水中Al2O3含量增加情况下，结晶器 热流密度下降明显，容易引发粘结和漏钢报警。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能确保高铝钢顺利浇注、实现多炉连 浇，并能获得良好铸坯质量的连铸保护渣及其制备方法。 本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是提供了低碳高铝钢用连铸保护渣。 该保护渣由以下重量百分比的成分组成：CaO：15～30％，SiO2：11～20％，Al2O3：10～20％， MgO：≤1％，F－：7～13％，C：5～10％，BaO SrO：10～30％，B2O3：1～6％，Na2O Fe2O3 Li2O总量 ≤12％，和不可避免的杂质。 优选地，所述高铝钢用连铸保护渣，由以下重量百分比的成分组成：CaO：15～ 30％，SiO2：11～20％，Al2O3：10～20％，Na2O：1～5％，MgO：≤1％，F－：7～13％，C：5～10％， BaO SrO：10～30％，B2O3：1～6％，Li2O：3～9％，Fe2O3：1～3％，和不可避免的杂质。 进一步地，所述高铝钢用连铸保护渣中CaO BaO SrO与Al2O3 B2O3 SiO2含量的比值 0.6～1.6。 进一步地，所述高铝钢用连铸保护渣的熔点为1020～1200℃，1300℃下粘度0.1～ 0.6Pa·S。 进一步地，所述低碳高铝钢用保护渣的粒度为0.1～1.0mm；粒度为0.1～1.0mm的 保护渣占比≥85％。 4 CN 111570740 A 说 明 书 3/5 页 本发明还提供了所述的低碳高铝钢用连铸保护渣的制备方法，该方法为：按保护 渣预熔料用量≥60wt％，加入碳质材料，含CaO物料，含SiO2物料，含Al2O3物料，含氟物料，含 钡物料或含Sr物料，加入含硼物料，钠盐、含氧化铁物料，含锂物料按照所述保护渣成分进 行配加，按照常规工艺制得。 进一步地，所述保护渣预熔料成分按质量百分比计包括：CaO：15～30％，SiO2：10 ～19％，Al －2O3：10～20％，F ：5～11％，BaO SrO：10～22％，Li2O：3～9％，B2O3：1～6％， Fe2O3：1～3％，其余为杂质。 进一步地，所述保护渣预熔料的熔点为1040～1140℃，1300℃下粘度为0.1～ 0.8Pa·S。 本发明的有益效果是： 采用本发明成分的低碳高铝钢用保护渣降低了保护渣中SiO2对钢Al的氧化，且本 发明保护渣熔点和粘度稳定，确保了保护渣性能的稳定性。本发明通过对保护渣中各成分 含量的控制，保证了保护渣对铸坯的润滑性，避免了漏钢情况的产生，并且，可减少或防止 铸坯表面缺陷的产生，确保铸坯的质量。本发明低碳高铝钢用保护渣可实现大于240分钟的 连续浇注。
