用于微合金钢的连铸结晶器保护渣及其制备方法与流程

本申请涉及保护渣，尤其涉及一种用于微合金钢的连铸结晶器保护渣及其制备方法。

背景技术：

1、微合金包晶钢（如含nb等微合金元素的低碳钢）因具备高强度、高韧性、良好的焊接性能等优势，被广泛应用于船舶制造、桥梁建设、压力容器、工程机械等高端装备制造领域。其宽厚板连铸坯的表面质量直接决定后续轧制工序的成材率与最终产品性能。

2、微合金钢由于ti、nb、v等不同微合金元素的加入比例不同，在结晶器内的高温环境下，ti、nb等不同微合金元素会与保护渣中的二氧化硅发生化学反应，严重削弱保护渣的润滑和传热功能，进而导致难以实现多炉连浇，严重降低生产效率，还会导致微合金钢铸坯表面纵裂缺陷，以及容易产生铸坯皮下裂纹等缺陷，增加了粘结漏钢的危险。

3、需要说明的是，上述内容并不必然是现有技术，也不用于限制本申请的保护范围。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种用于微合金钢的连铸结晶器保护渣及其制备方法，以解决或缓解上面提出的一项或更多项技术问题。

2、本申请实施例的第一方面，提供一种用于微合金钢的连铸结晶器保护渣。所述保护渣包括：30wt%-45wt%的cao；20wt%-35wt%的sio2；0.1wt%-10wt%的al2o3；5wt%-9wt%的c；0.1wt%-5wt%的mgo；2wt%-12wt%的na2o；0.1wt%-5wt%的fe2o3；0.1wt%-2wt%的li2o；2wt%-10wt%的f元素；其中，cao与al2o3的质量比为(1.0-1.5)∶1；(cao+40/78caf2)与sio2的质量比为(1.2-2.2)∶1；所述保护渣的熔化温度为q1，所述保护渣的转折温度为q2，q1与q2的温度差值为q3，所述q3被配置为提升所述保护渣的润滑性，所述q3为50℃-100℃；所述微合金钢中微合金成分包括铌元素。

3、本申请实施例的保护渣，具有碱度适中、低黏度、低转折温度、熔点与转折温度差值适中等特点，从而表现出较好的润滑性和传热性能，有助于在满足微合金钢连铸时传热控制要求的基础上，保证足够的润滑性来应对微合金钢高温塑性不佳的情况。

4、根据本申请的实施例，q1为1150℃-1215℃，所述保护渣在1300℃下粘度为0.05pa·s-0.13pa·s，q2为1050℃-1150℃。进一步地解决微合金钢既要润滑好防漏钢，又要传热均匀防裂纹的核心矛盾。

5、根据本申请的实施例，cao与al2o3的质量比为(1.15-1.25)∶1；(cao+40/78caf2)与sio2的质量比为(1.5-1.9)∶1。由此，可以有效抑制钢种钛元素等与二氧化硅的反应。

6、根据本申请的实施例，所述保护渣中li2o为0.5wt%-2wt%；所述保护渣的二元碱度为1.1-1.3；q2为1050℃-1150℃。由此，可以在保证微合金钢铸坯润滑性的同时减少粘接风险。

7、根据本申请的实施例，所述保护渣满足以下条件中的至少之一：36wt%-40wt%的cao；25wt%-32wt%的sio2；2wt%-8wt%的al2o3；6wt%-8wt%的c；0.1wt%-5wt%的mgo；4wt%-8wt%的na2o；0.1wt%-5wt%的fe2o3；0.1wt%-2wt%的li2o；4wt%-6wt%的f元素；其中，cao与al2o3的质量比为(1.15-1.25)∶1；(cao+40/78caf2)与sio2的质量比为(1.5-1.9)∶1。

8、根据本申请的实施例，以所述微合金钢的质量计，铌元素的质量分数为0.01wt%-0.035wt%。

9、本申请实施例的第二方面，提供一种第一方面所述的用于微合金钢的连铸结晶器保护渣的制备方法。该方法包括以下步骤：将预熔料、助溶剂、调碱度材料和碳质材料混合、破碎后，得到混合物；将所述混合物在1200℃-1300℃下熔化0.5h-2h，再冷却后得到所述连铸结晶器保护渣。

10、本申请的方法，通过对预熔料、助溶剂、调碱度材料和碳质材料进行配比混合，再于高温熔融，以使混合物在高温下进行充分的化学反应和均质化，然后被冷却破碎，得到保护渣。

11、根据本申请的实施例，所述预熔料包括cao、sio2、al2o3、mgo、fe2o3；所述助熔剂材料为na2o、li2o、caf2；所述调碱度材料为cao、sio2、caf2；所述碳质材料为炭黑。

12、根据本申请的实施例，所述混合的时间为10min-60min。

13、根据本申请的实施例，所述混合物的粒度在0.1mm-3mm之间。

14、根据本申请的实施例，所述冷却的方式包括水淬或空冷。

15、根据本申请的实施例，所述熔化过程中伴随搅拌，相邻两次搅拌的时间间隔为15min-25min。

1.一种用于微合金钢的连铸结晶器保护渣，其特征在于，包括：30wt%-45wt%的cao；20wt%-35wt%的sio2；0.1wt%-10wt%的al2o3；5wt%-9wt%的c；0.1wt%-5wt%的mgo；2wt%-12wt%的na2o；0.1wt%-5wt%的fe2o3；0.1wt%-2wt%的li2o；2wt%-10wt%的f元素；

2.根据权利要求1所述的用于微合金钢的连铸结晶器保护渣，其特征在于，q1为1150℃-1215℃，所述保护渣在1300℃下粘度为0.05pa·s-0.13pa·s，q2为1050℃-1150℃。

3.根据权利要求1或2所述的用于微合金钢的连铸结晶器保护渣，其特征在于，cao与al2o3的质量比为(1.15-1.25)∶1；

4.根据权利要求1所述的用于微合金钢的连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣中li2o为0.5wt%-2wt%；

5.根据权利要求1所述的用于微合金钢的连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣满足以下条件中的至少之一：

6.根据权利要求1-5任一项所述的连铸结晶器保护渣，其特征在于，以所述微合金钢的质量计，铌元素的质量分数为0.01wt%-0.035wt%。

7.一种权利要求1-6任一项所述的用于微合金钢的连铸结晶器保护渣的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述预熔料包括cao、sio2、al2o3、mgo、fe2o3；

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合的时间为10min-60min；

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔化过程中伴随搅拌，相邻两次搅拌的时间间隔为15min-25min。