[发明专利]含钛高强焊丝钢连铸专用结晶器保护渣及其制造方法

说明书

本发明提供了含钛高强焊丝钢连铸专用结晶器保护渣，以质量百分比计由以下组分组成：CaO 28～32％，Al₂O₃ 28～32％，Na₂O 6～10％，MgO 1～5％，F^‑ 4～10％，B₂O₃ 4～10％，SiO₂ 1～4％，TiO₂ 2～8％，Fe₂O₃≤2％，碳素材料4～10％，其中CaO和Al₂O₃的质量比为1:1。本发明还提供该保护渣的制造方法。本发明通过加入B₂O₃、Na₂O和F^‑显著降低保护渣的熔点和粘度，有利于保护渣的消耗、润滑和吸附夹杂物；本发明的制造方法操作简单，条件温和，得到的保护渣使含钛高强焊丝钢达到连铸连浇，获得表面质量良好的铸坯，具有较高的现实意义。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体为含钛高强焊丝钢连铸专用结晶器保护渣及其制造方法。

背景技术

作为连铸过程中重要的功能材料，保护渣在连铸结晶器内发挥绝热保温、防止钢水二次氧化、吸收非金属夹杂、润滑坯壳和控制传热等重要作用。保护渣性能的好坏，直接决定着铸坯质量，从而影响生产效益。

含钛高强焊丝钢中的钛元素能够与氮结合形成TiN，起到固氮的作用，同时提高焊缝金属抗氮气孔的能力，能满足大电流、高线能量输入、高度自动化焊接的要求，在焊接电流较大时可减少飞溅30％～50％，焊接效率可得到显著提高。同时焊缝成型性也较好，所以此类焊丝在许多行业得到了广泛的应用，市场需求量逐年增加。

但因含钛高强焊丝钢中含有较高的Ti，在浇注过程中发生钢渣界面反应：[Ti]+(SiO₂)＝(TiO₂)+[Si]，使得保护渣中的SiO₂含量降低，TiO₂含量增加，碱度(CaO/SiO₂)提高，将导致保护渣粘度、熔化温度等特性发生显著变化。同时由于TiO₂含量的增加促进了高熔点钙钛矿的析出，影响保护渣的传热性能。保护渣因组分的变化，导致其性能的恶化，容易造成夹渣和铸坯表面缺陷，严重时，存在漏钢的风险。

目前针对含钛焊丝钢连铸用保护渣的专利相对较少，较为广泛的连铸结晶器保护渣专利主要应用于高铝钢，在高铝钢中同样存在钢渣界面反应，但其反应机理与高钛钢不尽一致。应用于高铝钢生成的低(非)反应性保护渣中均含有一定含量的Al₂O₃，根据[Al]+(SiO₂)＝(Al₂O₃)+[Si]反应式，原渣中含有的Al₂O₃能够在一定程度上抑制反应的正向进行，故能够降低高铝钢与保护渣的钢渣界面反应。但针对含钛钢保护渣的专利，很少发现保护渣中添加一定量的TiO₂，即使有添加TiO₂的连铸结晶器保护渣专利，但其SiO₂含量较高，同样存在钢渣界面反应。