一种汽车板用连铸保护渣的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种连铸工艺中使用的辅助材料，尤其涉及汽车板连铸工艺中使用的 连铸保护渣。
【背景技术】
[0002] 连铸保护渣是一种粉末状或小颗粒状炼钢辅助材料，是钢水连续铸造过程中加入 到结晶器内覆盖在钢水表面的一种人工合成材料。在汽车钢的连铸过程中，保护渣引起的 增碳和皮下夹渣是汽车板两个主要的质量缺陷。目前对防止超低碳钢增碳的研究已比较成 熟，且存在几种典型的解决思路，如中国专利CN1872451A公开加入0. 25~2. 0%的渗碳剂 以及中国专利CN1245266C公开加入0. 5~5. 0%的阻燃剂，通过减少保护渣中的配碳量或 延缓保护渣中碳的氧化速度，从而减少或防止超低碳钢铸坯增碳；而皮下夹渣的问题仍没 有得到彻底的解决。随着纯净钢冶炼技术的提高，汽车用深冲、超深冲冷轧钢板中的杂质元 素含量已能降至很低，而结晶器保护渣卷入钢液被坯壳捕捉造成的质量缺陷已成为影响汽 车板表面质量的重要因素。据统计，在超低碳钢生产过程中，60%的缺陷是由结晶器卷渣现 象造成的。
[0003] 针对保护渣卷渣这一问题，中国专利CN102019382B公开了"低钠高粘度镀锡板结 晶器保护渣"。该专利通过降低Na 2O含量至1. 6~3. 6%，能够减少板坯夹渣，并且降低板坯 在轧制后裸露夹杂物中的铝酸钠盐形成氢氧化钠对表面的腐蚀问题。但是该专利中310 2含 量高达44. 1~46. 1%，对Al、Ti含量较高的汽车钢钢种并不适用，因为渣中SiOjg容易与 钢水中的Al、Ti等元素发生反应，从而导致钢渣界面张力的降低，最终有可能较大幅度地 增加结晶器卷渣的发生率，夹渣中仍含一定量的Na 2O,导致氢氧化钠的腐蚀问题虽然较以 前的情况有所减少，但仍然存在并且其危害的本质程度并没有消除。
[0004] 另外，中国专利CN103128240A公开的"一种低碳钢连铸结晶器保护渣"，也是通过 降低Na 2O含量于2. 4%以下，但远高于0. 25%，提高保护渣的表面张力，从而解决镀锡板、酸 洗板表面缺陷导致连铸过程卷渣的技术问题。但是，同样地，该保护渣中SiO 2含量很高，为 40~44%，这种保护渣并不适用于Al、Ti含量较高的汽车钢的连铸生产。
[0005] 而中国专利CN102407306A公开的"一种无硅玻璃态保护渣"，保护渣中SiO2均以 杂质形式带入，含量控制在2%以内，这样能很大幅度的降低钢渣间的反应性。虽然该专利 中也考虑了 Na2O的反应性问题，但为了性能要求需要并没有进一步的降低Na2O的含量，只 将其控制在4~10%范围内。在实际浇铸过程中，保护渣重要组份SiO 2的完全摒弃可能会 造成浇铸过程中易结渣圈、保护渣消耗量偏低等问题，因此，这种渣的稳定性不是很高。同 时较高含量Na 2O的存在仍然会带来钢渣反应性以及保护渣表面张力降低的问题，从而不利 于防止结晶器卷渣；另外，冷轧板中裸露夹渣物中的铝酸钠盐溶解于水中产生氢氧化钠，这 会对后续的镀锡有很大的影响，造成锡层被腐蚀、变色、脱落。
[0006] 综上所述，生产汽车外板等高质量冷轧薄材时，保护渣本身被卷入铸坯会引起夹 渣缺陷增多，同时若夹渣中含Na 2O且暴露在冷轧板表面吸潮后形成的氢氧化钠会加剧冷板 的腐蚀，这两大类缺陷均会降低冷轧板的力学性能和涂镀性能。要减少卷渣，除优化钢水质 量和结晶器流场外，提高保护渣的黏度和钢渣界面张力是最有效的途径。现有技术和专利 在提高保护渣黏度方面做了大量工作，但黏度过高会到导致连铸工艺不顺，容易出现粘结 和漏钢，难于满足实际生产的长期稳定运行。而在降低钢渣界面张力方面，虽然将Na 2O降低 到了 1. 6%，但实际上Na2O这种低表面张力组分仍然偏多，并且渣中SiO2 (也是低表面张力 组分）高于40%，它们综合在一起降低保护渣熔渣表面张力的作用仍然较强，仍难于避免卷 渣，并且夹渣中含Na 2O较高生成铝硅酸钠进而在后续工艺中转化成氢氧化钠对冷板的危害 也难于避免。而对于采用低SiO2的保护渣，虽然钢渣之间的反应性减弱，但保护渣的稳定性 差，无法满足稳定的工业化生产要求，并且其中Na 2O大于等于4%，形成的氢氧化钠危害更加 突出。所以，现有技术对Na2O的危害严重程度认识不充分，保护渣中保留了较高的Na 2O含 量，而单纯降低SiO2又没有充分兼顾连铸稳定生产的需求。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种汽车板用连铸保护渣，该保护渣具有较高的黏度和表 面张力，有利于减少汽车板连铸板坯的夹渣发生率。
[0008] 为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案： 一种汽车板用连铸保护渣，其特征是：由基体和相对于基体总重量1~2%的炭质材料 混合而成；所述的基体成分按重量百分比为：Na2O彡0. 25%，MgO 0. 5~4. 5%，Fe2O3 0. 3~ L 0%，Al2O3 5 ~25%，Li2O 0· 5 ~6. 5%，BaO 0 ~16%，F 5 ~9%，SiO2 20 ~40%，以及含量 不超过2%的杂质，CaCVSiO2重量比为0. 9~1. 4 ;所述的基体满足：预熔物料占比例不低于 70%。
[0009] 所述基体熔点1100~1200°C，1300°C粘度0.25~0.45Pa.s，1400°C表面张力 0. 43 ~0. 53N/m。
[0010] 一种用于制备所述汽车板用连铸保护渣的方法，按照基体最终所需的组成将用于 基体的所有原料混合，预熔，得到预熔物料，然后继续向该预熔物料补加原料，得到具有所 需组成的基体，然后向该基体中加入炭质材料并进行混合，然后进行喷雾干燥，从而制得所 述汽车板用连铸保护渣。
[0011] 在上述预熔处理的过程中，各种原料在熔融的同时，会由于升华、蒸发等原因发生 不同程度的损失，导致该预熔处理得到的物料(在本发明中称作预熔物料）的实际组成和 总重量与所需基体的目标组成和目标重量（即按照化学计量比初始加入该预熔处理工艺的 各种原料的总重量）相比存在由上述损失造成的偏差。因此随后需要根据该预熔料的实 际组成和重量继续补加相应的原料，以得到具有目标组成和目标重量的本发明的基体。所 述的"预熔物料占比例不低于70%"即是指该预熔物料的总重量与目标重量的重量比不低 于70%，也即是说，在所述预熔处理过程中损失掉的各种原料的总重量小于该目标重量的 30%。
[0012] 本发明通过提高保护渣的黏度和钢渣界面张力来减少卷渣，采取的技术方案是： 保护渣Na 2O含量低，不高于0. 25%，并且通过控制BaO、A1203、F、Li20、CaO合适含量实现了 多组分高玻璃化作用，从而保证保护渣具有较高的黏度和表面张力，使保护渣与钢水之间 具有较低的反应性，保护渣具有良好润滑稳定性能，有利于减少汽车板连铸板坯的夹渣发 生率，保障工业化连铸生产的稳定顺行，特别是极低的Na2O (< 0. 25%)对有效防止氢氧化 钠腐蚀问题具有明显效果。
[0013] 本发明在保护渣配置时不采用含Na2O的材料，但一些原料中不可避免带入似 20杂 质，所以将Na2O控制在小于等于0. 25%，并且在降低SiO2的同时，适当提高表面张力因素较 多的