史张李,黄 奥,顾华志,薛正良

(武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉,430081)

Fe-Mn-Al-C系低密度高强钢是实现汽车轻量化的理想材料,具有优异的减重潜力以及强度高、塑性好等一系列优良特性[1],在其连铸过程中,利用保护渣可保温隔热、吸收夹杂、润滑铸坯、控制传热并防止钢液氧化,但同时保护渣的负面作用也是制约该类钢种开发的关键因素。传统的CaO-SiO2基保护渣在连铸过程中会与钢中高含量的Mn、Al发生严重渣金反应,导致渣成分和结构改变,从而造成保护渣的熔化、流动和结晶等性能恶化,甚至丧失保护渣原有功能[2-3]。鉴于钢渣高反应性带来的保护渣失效问题,采用低反应性的CaO-Al2O3基保护渣自然成为一种具有针对性的解决方案[4-5]。因BaO与CaO同为碱土氧化物,二者物理化学性质相近且BaO熔点(1920 ℃)较CaO熔点(2615 ℃)更低,引入BaO部分取代CaO能有效降低保护渣的熔化温度并抑制结晶[6],所以开发CaO-Al2O3-BaO基保护渣切实可行。再则,通过增加Li2O所提供的Li+离子来平衡铝氧四面体(AlO4)5-中的电荷,促进Al2O3进入网络结构,同时增加F-来促进(AlO3F)4-离子的形成,可使该类低反应性保护渣更好地满足实际生产对连铸保护渣熔化温度、黏度及结晶等性能的要求[7-8]。此外,还需指出的是,目前保护渣中均添加了10%(质量百分比)左右的CaF2助熔剂,该物质在连铸过程中易生成挥发性或水溶性氟化物,从而损坏连铸机、影响人体健康并造成水体污染[9-10],因此,在CaO-Al2O3-BaO基保护渣基础上进一步发展无氟保护渣十分必要。……