一種汽車板用連鑄保護渣的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種連鑄工藝中使用的輔助材料，尤其涉及汽車板連鑄工藝中使用的 連鑄保護渣。
【背景技術(shù)】
[0002] 連鑄保護渣是一種粉末狀或小顆粒狀煉鋼輔助材料，是鋼水連續(xù)鑄造過程中加入 到結(jié)晶器內(nèi)覆蓋在鋼水表面的一種人工合成材料。在汽車鋼的連鑄過程中，保護渣引起的 增碳和皮下夾渣是汽車板兩個主要的質(zhì)量缺陷。目前對防止超低碳鋼增碳的研究已比較成 熟，且存在幾種典型的解決思路，如中國專利CN1872451A公開加入0. 25~2. 0%的滲碳劑 以及中國專利CN1245266C公開加入0. 5~5. 0%的阻燃劑，通過減少保護渣中的配碳量或 延緩保護渣中碳的氧化速度，從而減少或防止超低碳鋼鑄坯增碳；而皮下夾渣的問題仍沒 有得到徹底的解決。隨著純凈鋼冶煉技術(shù)的提高，汽車用深沖、超深沖冷軋鋼板中的雜質(zhì)元 素含量已能降至很低，而結(jié)晶器保護渣卷入鋼液被坯殼捕捉造成的質(zhì)量缺陷已成為影響汽 車板表面質(zhì)量的重要因素。據(jù)統(tǒng)計，在超低碳鋼生產(chǎn)過程中，60%的缺陷是由結(jié)晶器卷渣現(xiàn) 象造成的。
[0003] 針對保護渣卷渣這一問題，中國專利CN102019382B公開了"低鈉高粘度鍍錫板結(jié) 晶器保護渣"。該專利通過降低Na 2O含量至1. 6~3. 6%，能夠減少板坯夾渣，并且降低板坯 在軋制后裸露夾雜物中的鋁酸鈉鹽形成氫氧化鈉對表面的腐蝕問題。但是該專利中310 2含 量高達44. 1~46. 1%，對Al、Ti含量較高的汽車鋼鋼種并不適用，因為渣中SiOjg容易與 鋼水中的Al、Ti等元素發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致鋼渣界面張力的降低，最終有可能較大幅度地 增加結(jié)晶器卷渣的發(fā)生率，夾渣中仍含一定量的Na 2O,導(dǎo)致氫氧化鈉的腐蝕問題雖然較以 前的情況有所減少，但仍然存在并且其危害的本質(zhì)程度并沒有消除。
[0004] 另外，中國專利CN103128240A公開的"一種低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護渣"，也是通過 降低Na 2O含量于2. 4%以下，但遠高于0. 25%，提高保護渣的表面張力，從而解決鍍錫板、酸 洗板表面缺陷導(dǎo)致連鑄過程卷渣的技術(shù)問題。但是，同樣地，該保護渣中SiO 2含量很高，為 40~44%，這種保護渣并不適用于Al、Ti含量較高的汽車鋼的連鑄生產(chǎn)。
[0005] 而中國專利CN102407306A公開的"一種無硅玻璃態(tài)保護渣"，保護渣中SiO2均以 雜質(zhì)形式帶入，含量控制在2%以內(nèi)，這樣能很大幅度的降低鋼渣間的反應(yīng)性。雖然該專利 中也考慮了 Na2O的反應(yīng)性問題，但為了性能要求需要并沒有進一步的降低Na2O的含量，只 將其控制在4~10%范圍內(nèi)。在實際澆鑄過程中，保護渣重要組份SiO 2的完全摒棄可能會 造成澆鑄過程中易結(jié)渣圈、保護渣消耗量偏低等問題，因此，這種渣的穩(wěn)定性不是很高。同 時較高含量Na 2O的存在仍然會帶來鋼渣反應(yīng)性以及保護渣表面張力降低的問題，從而不利 于防止結(jié)晶器卷渣；另外，冷軋板中裸露夾渣物中的鋁酸鈉鹽溶解于水中產(chǎn)生氫氧化鈉，這 會對后續(xù)的鍍錫有很大的影響，造成錫層被腐蝕、變色、脫落。
[0006] 綜上所述，生產(chǎn)汽車外板等高質(zhì)量冷軋薄材時，保護渣本身被卷入鑄坯會引起夾 渣缺陷增多，同時若夾渣中含Na 2O且暴露在冷軋板表面吸潮后形成的氫氧化鈉會加劇冷板 的腐蝕，這兩大類缺陷均會降低冷軋板的力學(xué)性能和涂鍍性能。要減少卷渣，除優(yōu)化鋼水質(zhì) 量和結(jié)晶器流場外，提高保護渣的黏度和鋼渣界面張力是最有效的途徑?，F(xiàn)有技術(shù)和專利 在提高保護渣黏度方面做了大量工作，但黏度過高會到導(dǎo)致連鑄工藝不順，容易出現(xiàn)粘結(jié) 和漏鋼，難于滿足實際生產(chǎn)的長期穩(wěn)定運行。而在降低鋼渣界面張力方面，雖然將Na 2O降低 到了 1. 6%，但實際上Na2O這種低表面張力組分仍然偏多，并且渣中SiO2 (也是低表面張力 組分）高于40%，它們綜合在一起降低保護渣熔渣表面張力的作用仍然較強，仍難于避免卷 渣，并且夾渣中含Na 2O較高生成鋁硅酸鈉進而在后續(xù)工藝中轉(zhuǎn)化成氫氧化鈉對冷板的危害 也難于避免。而對于采用低SiO2的保護渣，雖然鋼渣之間的反應(yīng)性減弱，但保護渣的穩(wěn)定性 差，無法滿足穩(wěn)定的工業(yè)化生產(chǎn)要求，并且其中Na 2O大于等于4%，形成的氫氧化鈉危害更加 突出。所以，現(xiàn)有技術(shù)對Na2O的危害嚴重程度認識不充分，保護渣中保留了較高的Na 2O含 量，而單純降低SiO2又沒有充分兼顧連鑄穩(wěn)定生產(chǎn)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種汽車板用連鑄保護渣，該保護渣具有較高的黏度和表 面張力，有利于減少汽車板連鑄板坯的夾渣發(fā)生率。
[0008] 為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種汽車板用連鑄保護渣，其特征是：由基體和相對于基體總重量1~2%的炭質(zhì)材料 混合而成；所述的基體成分按重量百分比為：Na2O彡0. 25%，MgO 0. 5~4. 5%，F(xiàn)e2O3 0. 3~ L 0%，Al2O3 5 ~25%，Li2O 0· 5 ~6. 5%，BaO 0 ~16%，F(xiàn) 5 ~9%，SiO2 20 ~40%，以及含量 不超過2%的雜質(zhì)，CaCVSiO2重量比為0. 9~1. 4 ;所述的基體滿足：預(yù)熔物料占比例不低于 70%。
[0009] 所述基體熔點1100~1200°C，1300°C粘度0.25~0.45Pa.s，1400°C表面張力 0. 43 ~0. 53N/m。
[0010] 一種用于制備所述汽車板用連鑄保護渣的方法，按照基體最終所需的組成將用于 基體的所有原料混合，預(yù)熔，得到預(yù)熔物料，然后繼續(xù)向該預(yù)熔物料補加原料，得到具有所 需組成的基體，然后向該基體中加入炭質(zhì)材料并進行混合，然后進行噴霧干燥，從而制得所 述汽車板用連鑄保護渣。
[0011] 在上述預(yù)熔處理的過程中，各種原料在熔融的同時，會由于升華、蒸發(fā)等原因發(fā)生 不同程度的損失，導(dǎo)致該預(yù)熔處理得到的物料(在本發(fā)明中稱作預(yù)熔物料）的實際組成和 總重量與所需基體的目標組成和目標重量（即按照化學(xué)計量比初始加入該預(yù)熔處理工藝的 各種原料的總重量）相比存在由上述損失造成的偏差。因此隨后需要根據(jù)該預(yù)熔料的實 際組成和重量繼續(xù)補加相應(yīng)的原料，以得到具有目標組成和目標重量的本發(fā)明的基體。所 述的"預(yù)熔物料占比例不低于70%"即是指該預(yù)熔物料的總重量與目標重量的重量比不低 于70%，也即是說，在所述預(yù)熔處理過程中損失掉的各種原料的總重量小于該目標重量的 30%。
[0012] 本發(fā)明通過提高保護渣的黏度和鋼渣界面張力來減少卷渣，采取的技術(shù)方案是： 保護渣Na 2O含量低，不高于0. 25%，并且通過控制BaO、A1203、F、Li20、CaO合適含量實現(xiàn)了 多組分高玻璃化作用，從而保證保護渣具有較高的黏度和表面張力，使保護渣與鋼水之間 具有較低的反應(yīng)性，保護渣具有良好潤滑穩(wěn)定性能，有利于減少汽車板連鑄板坯的夾渣發(fā) 生率，保障工業(yè)化連鑄生產(chǎn)的穩(wěn)定順行，特別是極低的Na2O (< 0. 25%)對有效防止氫氧化 鈉腐蝕問題具有明顯效果。
[0013] 本發(fā)明在保護渣配置時不采用含Na2O的材料，但一些原料中不可避免帶入似 20雜 質(zhì)，所以將Na2O控制在小于等于0. 25%，并且在降低SiO2的同時，適當(dāng)提高表面張力因素較 多的