钢铁研究学报

作者：亓捷^1,2, 陈巧富^1,2, 王金辉^1,2, 窦莹莹^1,2, 刘承军^1,2

单位：1.东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室,辽宁沈阳110819;；2.东北大学冶金学院,辽宁沈阳110819

关键词：低密度钢,保护渣,氧化锂(Li2O),低反应性,理化特性

基金：辽宁省科技计划联合计划应用基础研究资助项目(2023JH2/101700347);国家自然科学基金资助项目(51904064);中央高校基本科研业务费资助项目(N2325009)

新型铝酸盐系连铸保护渣为有效解决高铝低密度钢浇铸过程结晶器内渣金界面反应严重、保护渣变性等问题提供了新思路。然而,在新型保护渣试用过程中,其熔化特性、黏性特征、析晶性能等与润滑铸坯、控制传热等功能的匹配性仍有待提高。基于此,设计了与工业试验渣成分相吻合的CaO-Al₂O₃-SiO₂-Li₂O-CaF₂-B₂O₃-Na₂O渣系,研究了在常规助熔剂综合使用条件下氧化锂(Li₂O)对铝酸盐系连铸保护渣熔体结构、熔化温度、黏性特征、结晶物相等性能的影响作用规律,并探究了相关基础性能变化之间的内在关联。结果表明,当Li₂O的质量分数从5%提升至9%时,熔化温度呈现先降后升的非线性变化,其1 300 ℃黏度呈持续下降趋势,结晶性能则随Li₂O含量的增加明显增强。与此同时,黏度转折点温度显著升高了近100 ℃。当渣系温度接近该转折点时,随Li₂O质量分数增加(由5%增加至9%),保护渣结晶物相逐渐由Ca₂Al₂SiO₇转变为LiAlO₂和Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂共同析出。当温度低于转折点时,保护渣充分结晶产物的物相演变规律如下:随着Li₂O质量分数从5%提升至9%,主晶相从Ca₂Al₂SiO₇逐步转化为LiAlO₂、Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂与Ca₃B₂O₆共存的多相体系。究其本质可知,Li₂O添加量在7%(质量分数)以下时,其助熔与抑制结晶作用明显;当Li₂O添加量大于7%(质量分数)时,过量添加将导致熔体结构解聚、流动性增加,离子迁移速率加快,从而促进结晶。

来源：2025年第4期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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