高锰高铝钢是一种先进的轻量化钢材料，兼具高强度、高延伸率和优异的碰撞能量吸收能力，广泛应用于汽车、军工等领域。然而，在连铸生产过程中，钢中夹杂物、热裂纹及结晶器保护渣反应等问题显著限制了其大规模工业化应用。解决这些技术难题对于推动高锰高铝钢的高效连铸生产至关重要。
尽管现有研究对高锰高铝钢中的非金属夹杂物、铸造过热度和保护渣优化进行了探讨，但仍存在以下不足：
常规CaO-SiO₂基保护渣与钢液中铝发生剧烈反应，导致保护渣性能迅速恶化；
对稀土和镁改性夹杂物的机制研究不足，缺乏系统的控制策略；
连铸冷却工艺的优化仍停留在实验研究阶段，尚未实现广泛工业应用。
最近，西安建筑科技大学的邱国兴教授及其团队，联合涟源钢铁有限公司技术中心，通过文献综述和生产实践，总结了高锰高铝钢的研究现状及连铸关键点。系统分析了非金属夹杂物控制、低过热度铸造及冷却过程对铸坯质量的影响，并首次提出通过钛氧化物改性保护渣以提高抗反应性能的技术路径。研究发现，CaO-Al₂O₃基保护渣中添加5%~10%的TiO₂，不仅可有效降低渣金反应强度，还能改善渣膜润滑性和结晶行为，显著降低铸坯裂纹的风险。
相关研究成果以“Research Status of High-Manganese High-Aluminum Steel and Key Points of Continuous Casting”为题目发表于JOM期刊2024年第76卷第12期。论文作者为：Guo-Xing Qiu*, Jia-Ning Li, Kui Chen, Guang Xu, Yong-Kun Yang, Xiao-Ming Li*。
研究结果和结论：
非金属夹杂物控制：钙处理和稀土处理能有效改善夹杂物形态；稀土处理尤其显著，可将Al₂O₃改性为液态稀土氧化物包裹体。
铸坯过热度控制：低过热度铸造显著减少二次枝晶间距，降低偏析程度，有效减少裂纹发生。
冷却过程优化：弱冷却工艺可缓解铸坯内外弧温度差，抑制纵裂纹生成，同时减小偏析区域。
保护渣开发：钛氧化物（TiO₂）改性保护渣在润滑性和抗结晶性能方面表现优异，能显著降低结晶器裂纹和渣环问题。
该论文中共有图片5张、表格1个，部分图片和表格如下：
图1. Fe-Mn-Al-C钢的拉伸性能与密度变化关系
图2. 典型Al₂O₃夹杂物的三维形貌
图3. Mg改性Al₂O₃夹杂物机理示意图
图4. 稀土处理过程中夹杂物演变示意图
图5. 铸坯过热度与二次枝晶间距关系
图6. 优化前后铸坯表面质量对比
图7. 铸坯凝固结构示意图
图8. 高锰钢连铸过程中保护渣主要成分的变化
图9. 高锰高铝钢连铸过程中保护渣主要成分的变化
图10. TiO₂含量与保护渣粘度的关系
图11. TiO₂含量对不同保护渣热导率的影响
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