一种适用于高钛钢的连铸保护渣
阅读说明：本技术 一种适用于高钛钢的连铸保护渣 (Continuous casting mold flux suitable for high titanium steel ) 是由 刘志明 尚德礼 朱晓雷 彭春霖 魏崇一 杨骥 范思鹏 杨光 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种适用于高钛钢的连铸保护渣,所述高钛钢的钛含量为0.5wt％～1.0wt％；所述连铸保护渣由以下质量百分比的组分组成：CaO 28％～32％,SiO-(2)10％～18％,MgO 2％～4％,TiO-(2)6％～12％,Al-(2)O-(3)16％～20％,B-(2)O-(3)+Na-(2)O+Li-(2)O 8％～10％,C 2％～4％,余量为不可避免的杂质。本发明所述连铸保护渣中添加TiO-(2),使得连铸保护渣中的钛与钢液中的钛形成动态平衡,添加含量较低的SiO-(2)并调节熔渣的酸碱性,添加B-(2)O-(3)用于提高润滑性,保证钢水连铸过程稳定进行；保护渣中不含氟元素,降低了对生态环境的危害。(The invention relates to continuous casting mold flux suitable for high titanium steel, wherein the titanium content of the high titanium steel is 0.5-1.0 wt%; the continuous casting mold flux consists of the following components in percentage by mass: CaO 28-32%, SiO 2 10％～18％，MgO 2％～4％，TiO 2 6％～12％，Al 2 O 3 16％～20％，B 2 O 3 +Na 2 O+Li 2 8 to 10 percent of O, 2 to 4 percent of C and the balance of inevitable impurities. TiO is added into the continuous casting mold flux 2 So that titanium in the continuous casting protective slag and titanium in the molten steel form dynamic balance, and SiO with lower addition content 2 Adjusting the acidity or alkalinity of the slag, adding B 2 O 3 The lubricating agent is used for improving the lubricating property and ensuring the stable operation of the molten steel continuous casting process; the protective slag does not contain fluorine, so that the harm to the ecological environment is reduced.)
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种适用于高钛钢的连铸保护渣。
背景技术
连铸结晶器保护渣的主要作用包括吸收和溶解钢液中非金属夹杂、在结晶器与铸坯间起润滑作用、改善传热等。在连铸过程中，如钢液中的钛含量较高，则极易与保护渣发生化学反应，致使保护渣的性能发生变化，产生钙钛矿等高熔点物质与保护渣混在一起，从而使得保护渣容易凝固在结晶器液面表面，造成连铸漏钢、夹渣和铸坯缺陷等问题。
常规含钛钢连铸保护渣的化学成分主要有CaO与SiO2，为了提高保护渣的性能，保护渣中还会加入Al2O3、B2O3、Na2O、Li2O、C等。在冶炼高钛钢种时，钢水中容易形成TiN，造成水口结瘤堵塞；而在保护渣中加入TiO2能够在很大程度上减小钢渣之间的反应，保证连铸过程顺利进行。
专利号CN105642849A公开了含钛钢连铸用保护渣，其SiO2含量较低，Al2O3含量较高，同时加入一定量的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危害，维持保护渣性能稳定。但其不含TiO2，使得保护渣不适用于高钛钢种，冶炼高钛钢时会存在严重钢渣反应，恶化保护渣性能。
专利号CN108127094A公开了一种高钛钢用非反应性保护渣，渣中不包含SiO2、Na2O、B2O3等组分，CaO含量低，可有效降低保护渣吸收TiO2夹杂后生成高熔点钙钛矿的可能性。但是由于该保护渣基本不含SiO2，为了降低碱度，控制熔化温度，CaO含量不高，造成保护渣体系发生变化。
专利号CN11531140A公开了一种含钛钢用高氧化钛的连铸保护渣，其渣中包含TiO210～20％，能够显著降低保护渣的恶化程度，保证连铸顺行。但其成分包含(NaF+CaF2+BaF2)10～16％，氟含量较高，易造成环境污染。
专利号CN110315039A公开了一种无氟保护渣在含钛钢连铸中的应用，该发明解决含钛钢连铸生产过程钢液表面出现渣圈或水口结瘤现象。但其渣中不含TiO2使得在冶炼高钛钢时，SiO2含量高，钢渣反应严重，导致连铸不顺行，铸坯质量差。
发明内容
本发明提供了一种适用于高钛钢的连铸保护渣，添加TiO2，使得连铸保护渣中的钛与钢液中的钛形成动态平衡，添加含量较低的SiO2并调节熔渣的酸碱性，添加B2O3用于提高润滑性，保证钢水连铸过程稳定进行；保护渣中不含氟元素，降低了对生态环境的危害。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种适用于高钛钢的连铸保护渣，所述高钛钢的钛含量为0.5wt％～1.0wt％；所述连铸保护渣由以下质量百分比的组分组成：CaO 28％～32％，SiO2 10％～18％，MgO 2％～4％，TiO2 6％～12％，Al2O3 16％～20％，B2O3+Na2O+Li2O 8％～10％，C 2％～4％，余量为不可避免的杂质。
一种适用于高钛钢的连铸保护渣，由以下质量百分比的组分组成：CaO 30％，SiO215％，MgO 4％，TiO2 12％，Al2O3 18％，B2O3+Na2O+Li2O 9％，C 3％，余量为不可避免的杂质。
所述组分中，CaO/SiO2＝1.5～3.2。
一种适用于高钛钢的连铸保护渣，物理性能满足：熔点为970～1120℃，1300℃时黏度为0.06～0.29Pa·s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)在高钛钢浇铸过程中，由于钢水中钛含量高，在浇铸温度下可析出大量的TiN上浮至钢渣界面，与保护渣中组分的SiO2等发生反应，同时渣中组分与钢液中[Al]、[Ti]反应使渣系碱度升高，产生钙钛矿等高熔点物质与钢渣裹混在一起，在结晶器内钢渣界面形成固态凝结物，改变保护渣性能，容易造成漏钢、夹渣及其它缺陷问题。本发明所述保护渣中SiO2含量较低，包含TiO2且含量较高，采用本发明所述保护渣冶炼高钛钢，能够有效抑制钢渣反应，防止因连铸过程中保护渣性能恶化导致的铸坯质量问题；
2)本发明在SiO2含量较低的情况下通过调节熔渣的酸碱性，提高其润滑性，即向保护渣中添加B2O3，研究表明添加B2O3后保护渣的性能得到改善；
3)本发明所述保护渣中含有18％～28％的Al2O3，其与保护渣中的TiO2和Li2O等成分相互作用，能够改善铸坯与结晶器之间的润滑与传热效果，保证连铸过程的顺行，提高了铸坯质量；
4)本发明所述保护渣中不含氟元素，即开发了一种无氟保护渣，有效解决了氟污染的问题，还能防止冶炼高钛钢过程中保护渣性能恶化。
具体实施方式
本发明是一种适用于高钛钢的连铸保护渣，所述高钛钢的钛含量为0.5wt％～1.0wt％；所述连铸保护渣由以下质量百分比的组分组成：CaO 28％～32％，SiO2 10％～18％，MgO 2％～4％，TiO2 6％～12％，Al2O3 16％～20％，B2O3+Na2O+Li2O 8％～10％，C2％～4％，余量为不可避免的杂质。
一种适用于高钛钢的连铸保护渣，由以下质量百分比的组分组成：CaO 30％，SiO215％，MgO 4％，TiO2 12％，Al2O3 18％，B2O3+Na2O+Li2O 9％，C 3％，余量为不可避免的杂质。
所述组分中，CaO/SiO2＝1.5～3.2。
一种适用于高钛钢的连铸保护渣，物理性能满足：熔点为970～1120℃，1300℃时黏度为0.06～0.29Pa·s。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【实施例1】
本实施例中，所冶炼高钛钢种的钛含量为1wt％。
本实施例中，高钛钢连铸保护渣由以下质量百分比组分组成：CaO 30％，SiO214％，MgO 3％，TiO2 12％，Al2O3 19％，B2O3+Na2O+Li2O 10％，C 3％，余量为不可避免的杂质。其中，CaO/SiO2＝2.14。
连铸保护渣的熔点为998℃，1300℃下粘度为0.15Pa·s。
钢水开浇时，将连铸保护渣加入结晶器。钢水液面波动保持在3mm以内，拉速稳定在0.7m/min，每隔20min对渣层厚度进行测量，其厚度均在8.5～10mm，达到了理想的设计标准。
浇铸过程中，将连铸保护渣均匀铺展在钢水表面。连铸保护渣化渣均匀稳定，透气性较好，火焰分布均匀，没有团聚等现象。
观察冷却后即冷态下的铸坯，铸坯表面无横向和纵向裂纹，内部无疏松和裂纹。
【实施例2】
本实施例中，所冶炼高钛钢种的钛含量为0.8wt％。
本实施例中，高钛钢连铸保护渣由以下质量百分比组分组成：CaO 31％，SiO216％，MgO 2％，TiO2 10％，Al2O3 20％，B2O3+Na2O+Li2O 9％，C 3％，余量为不可避免的杂质。其中，CaO/SiO2＝1.94。
连铸保护渣的熔点为992℃，1300℃下粘度为0.14Pa·s。
钢水开浇时，将连铸保护渣加入结晶器。钢水液面波动保持在3mm以内，拉速稳定在0.7m/min，每隔20min对渣层厚度进行测量，其厚度均在8.5～10mm，达到了理想的设计标准。
浇铸过程中，将连铸保护渣均匀铺展在钢水表面。连铸保护渣化渣均匀稳定，透气性较好，火焰分布均匀，没有团聚等现象。
观察冷却后即冷态下的铸坯，铸坯表面无横向和纵向裂纹，内部无疏松和裂纹。
【实施例3】
本实施例中，所冶炼高钛钢种的钛含量为0.7wt％。
本实施例中，高钛钢连铸保护渣由以下质量百分比组分组成：CaO 29％，SiO215％，MgO 2％，TiO2 9％，Al2O3 20％，B2O3+Na2O+Li2O 10％，C 3％，余量为不可避免的杂质。其中，CaO/SiO2＝1.93。
连铸保护渣的熔点为980℃，1300℃下粘度为0.13Pa·s。
钢水开浇时，将连铸保护渣加入结晶器。钢水液面波动保持在3mm以内，拉速稳定在0.7m/min，每隔20min对渣层厚度进行测量，其厚度均在8.5～10mm，达到了理想的设计标准。
浇铸过程中，将连铸保护渣均匀铺展在钢水表面。连铸保护渣化渣均匀稳定，透气性较好，火焰分布均匀，没有团聚等现象。
观察冷却后即冷态下的铸坯，铸坯表面无横向和纵向裂纹，内部无疏松和裂纹。
【实施例4】
本实施例中，所冶炼高钛钢种的钛含量为0.9wt％。
本实施例中，高钛钢连铸保护渣由以下质量百分比组分组成：CaO 29％，SiO213％，MgO 3％，TiO2 9％，Al2O3 18％，B2O3+Na2O+Li2O 9％，C 4％，余量为不可避免的杂质。其中，CaO/SiO2＝2.23。
连铸保护渣的熔点为1020℃，1300℃下粘度为0.15Pa·s。
钢水开浇时，将连铸保护渣加入结晶器。钢水液面波动保持在3mm以内，拉速稳定在0.7m/min，每隔20min对渣层厚度进行测量，其厚度均在8.5～10mm，达到了理想的设计标准。
浇铸过程中，将连铸保护渣均匀铺展在钢水表面。连铸保护渣化渣均匀稳定，透气性较好，火焰分布均匀，没有团聚等现象。
观察冷却后即冷态下的铸坯，铸坯表面无横向和纵向裂纹，内部无疏松和裂纹。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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