一种新型含铝钢连铸中间包覆盖剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型含铝钢连铸中间包覆盖剂及其应用；属于钢铁连铸技术领 域。
【背景技术】
[0002] 作为连铸过程中重要的功能材料，中间包覆盖剂在连铸中间包内发挥绝热保温， 防止液面结壳；隔绝空气，防止钢水二次氧化；以及吸收非金属夹杂等重要作用。中间包覆 盖剂性能的好坏，直接决定着铸坯质量，从而影响生产效益。
[0003] 钢中添加的合金元素，在大幅改善钢材质量的同时，也对其生产过程带来不利影 响。含铝钢中的元素 Al在连铸中间包内与熔融中间包覆盖剂接触的过程中，会在渣/钢界 面与中间包覆盖剂中部分氧化物反生氧化还原反应。例如：含铝钢中的Al与中间包覆盖剂 中的SiO 2发生氧化还原反应：4 [Al]+3 (SiO2) =2 (Al2O3)+3 [Si]。反应生成的Al2O3进入中 间包覆盖剂，Si进入钢液中。Si〇d9消耗将引起中间包覆盖剂的碱度（Ca(VSiO 2)急剧升 高，生成的Al2O3将导致中间包覆盖剂中的氧化铝含量显著增加。此外，合金中的活泼元素 还会跟钢液中溶解的氧和氮反应，生成A1 203、A1N等夹杂物进入中间包覆盖剂中。这些会导 致中间包覆盖剂粘度、熔化温度等特性发生显著变化，中间包覆盖剂保温功能、吸收夹杂物 能力大大下降。
[0004] 从文献检索的情况来看，目前很少有针对高铝钢的专门中间包覆盖剂，但有一些 针对于中间包覆盖剂的研宄及开发。如公开号为CN102652991A《一种利用硼泥制备钢包 或中间包覆盖剂的方法》，公开号为CN102581240A的专利《一种中间包覆盖剂》，公开号为 CN1660520A的专利《高碱度中间包覆盖剂》，公开号为CN103111592A的专利《中间包覆盖 剂》。但这些所研宄的中间包覆盖剂主要还是停留在中间包覆盖剂的制备上，没有针对某些 含铝钢种，也没有考虑到钢液与中间包覆盖剂的钢渣反应，不适用于含铝钢的连铸生产，尤 其是Al质量百分含量为0. 3~3%的含铝钢连铸中间包过程。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种组分配比合理、可有效抑制渣钢 反应，并且吸收夹杂物能力强，不易变性，粘度、熔化温度特性稳定的新型中间包覆盖剂及 其在含铝钢中的应用。
[0006] 本发明提供的一种新型含铝钢连铸中间包覆盖剂，以质量百分比计包括下述组 分：
[0007] CaO 26~35 %，优选为28~35 %，进一步优选为30~35 % ;
[0008] Si026~13%，优选为8~13%，进一步优选为9~12% ;
[0009] Al20322~32 %，优选为25~32 %，进一步优选为28~32 % ;
[0010] MgO 5~12%，优选为6~11 %，进一步优选为8~10% ;
[0011] (Na2CHLi2O)8 ~15%，优选为 9 ~15%，进一步优选为 10 ~14. 5% ;
[0012] B2032~8%，优选为5~7%，进一步优选为5· 5~6· 5%。
[0013] 本发明所述中间包覆盖剂中，CaO与5102质量比为2~5. 5 :1，优选为3~5 :1， 进一步优选为3~4 :1。
[0014] 本发明所述中间包覆盖剂中，Na2O与Li2O的质量比为4~30 :1，优选为8~20 : 1，进一步优选为10~12 :1。
[0015] 本发明所述中间包覆盖剂中，加入MgO 5~12%。本发明所述中间包覆盖剂的应 用，包括用做含铝钢连铸过程中的中间包覆盖剂。
[0016] 本发明所述中间包覆盖剂的熔点为1180~1300 °C，温度1300 °C时的粘度为 0. 5 ~I. 2Pa · sD
[0017] 本发明所述中间包覆盖剂的应用，所述含铝钢中，Al质量百分含量为0. 3~3%， 优选为〇. 5~2. 5 %，进一步优选为1~2 %。
[0018] 原理及优势
[0019] 原理
[0020] 本发明所述一种新型含铝钢连铸中间包覆盖剂中，添加适量的Al2O3主要作用是： 增加熔渣中Al2O3含量，从而抑制反应4 [Al]+3 (SiO2) = 2 (Al2O3)+3 [Si]向右进行，减少了 3102被还原量及渣中Al 203的增加量，稳定了中间包覆盖剂的碱度，减少中间包覆盖剂的变 性。
[0021] 本发明所述中间包覆盖剂中，添加适量的B2O3的主要作用是：通过适量的B 2O3与 其他组分的协同作用，抵消配入Al2O3后中间包覆盖剂吸收夹杂物能力变小及熔点升高的 影响。
[0022] 本发明所述中间包覆盖剂中，添加 Na2O和Li2O的主要目的是：通过控制Na2O与 Li2O的质量比，以及二者与其它组元的协同作用，尤其是Na20、Li2O与B 2O3的协同作用，实 现了降低中间包覆盖剂粘度的目的，同时也实现了降低中间包覆盖剂熔点的目的。
[0023] 本发明控制CaO与5102质量比为2~5. 5 :1的主要目是提高中间包覆盖剂的碱 度，有利于减少覆盖剂对中间包耐火材料的侵蚀。
[0024] 本发明所述中间包覆盖剂中加入5~12%的MgO的主要目的是：MgO与炉衬中的 Al2O3在包衬渣线部位形成了高熔点的MgO · Al 203尖晶石，因而减轻对中间包包衬的侵蚀。
[0025] 本发明所述的中间包覆盖剂中，粘度低将能吸收钢液面上的非金属夹杂物、耐火 材料颗粒等浮游物，这对减少钢中夹杂物的含量，为结晶器提供洁净的钢水有非常重要的 作用。
[0026] 与现有技术相比较，本发明所具有的优势：
[0027] 1)有效抑制渣钢界面反应。本发明配入适量的Al2O3，增加了中间包覆盖剂熔渣中 Al2O3的活度，有效的抑制了渣钢反应平衡的向右的进行，稳定了中间包覆盖剂的成分，进而 将中间包覆盖剂的理化性能控制在合理的范围内。
[0028] 2)吸收高熔点A1203、A1N夹杂物效果好。本发明配入适量B 2O3，可有效减小中间包 覆盖剂的粘度及界面张力，进而提高中间包覆盖剂熔渣对高熔点A1 203、AlN夹杂物润湿性， 促进了夹杂物的熔解吸收。
[0029] 3)防氧化能力强。本发明设计的中间包覆盖剂成分熔化温度低，在中间包中能形 成较厚的液渣层，将钢液和空气隔绝起来，起到很好的防氧化能力和保温的功能。
[0030] 综上所述，本发明提供的一种新型含铝钢连铸中间包覆盖剂，具有抑制渣/钢反 应，不易变性，粘度熔点稳定，以及吸收高熔点A1 203、AlN夹杂物能力强等特点。连铸过程 中，该中间包覆盖剂始终保持较好的黏度和热阻，较好地实现了隔绝空气防止氧化，保温和 吸收夹杂物等功能，大幅度提高了钢的洁净度，防止钢液出现二次氧化和较大的温降，显著 地提高了铸坯质量和生产效益。特别是将本发明所开发的中间包覆盖剂用于含铝钢的连铸 过程时，能有效地抑制熔融状态下的中间包覆盖剂与合金间的界面反应，并有效地吸收中 间包内A1 203、AlN等高熔点夹杂物，提高中间包吸收夹杂物和减少温降，进而达到减少铸坯 裂纹及凹陷，提高铸坯质量的目的。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合实例对本发明作进一步的阐述，实例仅用于说明本发明，而不是以任何 形式来限制本发明。
[0032] 本发明的中间包覆盖剂的熔化温度、1300 °C的粘度分别采用冶金行业标准YB/ T186 和 YB/T185 测定。
[0033] 实施例1
[0034] 一种新型含铝钢连铸中间