高碳鋼大方坯連鑄用保護(hù)渣的研究.pdf

1、為保證攀鋼大方坯連鑄澆鑄U71Mn、PD3等高碳鋼的生產(chǎn)順行和獲得良好的鑄坯質(zhì)量，在對國內(nèi)外大方坯連鑄保護(hù)渣的研究和應(yīng)用情況調(diào)研基礎(chǔ)上，根據(jù)大方坯連鑄高碳鋼的特點(diǎn)、難點(diǎn)，結(jié)合攀鋼鑄機(jī)參數(shù)和工藝條件，開展了攀鋼大方坯連鑄高碳鋼用保護(hù)渣的研究。 采用Gleeble-1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)測試了重軌(U71Mn)鋼的高溫力學(xué)性能，并建立了鑄坯潤滑模型，用該模型探討了保護(hù)渣的主要物理性能及渣圈的生成對鑄坯潤滑的影響。利用高溫物性測定儀、粘

2、度計(jì)和DTA1700熱分析儀研究了CaO-SiO2-Al2O3-Na2O-CaF2-MgO渣系中各組分及含量與熔化溫度、粘度和析晶溫度的關(guān)系。采用渣柱法和熔化率法兩種不同的測試方式進(jìn)行了碳質(zhì)材料與保護(hù)渣熔化速度的關(guān)系研究。并利用X光衍射儀、電子探針和顯微觀察等手段，對燒結(jié)過程試樣的礦相變化和顯微結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了較為全面的研究分析，在此基礎(chǔ)上對保護(hù)渣的燒結(jié)機(jī)理和碳質(zhì)材料、原料預(yù)處理對燒結(jié)特性的影響進(jìn)行了探討，并從燒結(jié)機(jī)理上分析了渣圈的生成原

3、因，創(chuàng)新性地建立了保護(hù)渣燒結(jié)特性的定量化評價(jià)級方法和評價(jià)指標(biāo)體系。 在本研究條件下，模型計(jì)算表明隨保護(hù)渣熔化溫度、粘度的升高，以及渣圈的生成，鑄坯潤滑情況惡化。高溫力學(xué)性能測試表明重軌鋼的高溫塑性差，保護(hù)渣的研究重點(diǎn)應(yīng)在解決鑄坯潤滑上。提高保護(hù)渣堿度，增加渣中Na2O、CaF2、MgO含量能夠降低保護(hù)渣熔化溫度、粘度，但析晶溫度隨堿度的提高和Na2O含量的增加而升高。在評價(jià)碳質(zhì)材料種類與保護(hù)渣熔化速度的關(guān)系時(shí)，熔化率法比渣柱法能

4、夠更準(zhǔn)確地反映出實(shí)際生產(chǎn)中不同碳質(zhì)材料對熔化速度的作用大小，中超碳黑控制熔化速度的能力強(qiáng)于其它碳質(zhì)材料，且能夠在熔化過程中有效地抑制保護(hù)渣燒結(jié)。 燒結(jié)特性研究揭示了保護(hù)渣的燒結(jié)過程是由固相反應(yīng)和液相燒結(jié)構(gòu)成。固相反應(yīng)在約600℃時(shí)產(chǎn)生，生成礦相主要有Ca2SiO2F2、Ca4F2Si2O7等，同時(shí)還有一定的液相生成，隨后因液相的出現(xiàn)而燒結(jié)致密。測試保護(hù)渣燒結(jié)過程的體密度－－溫度關(guān)系及致密化起始溫度和致密化速率可定量評價(jià)保護(hù)渣的燒

5、結(jié)特性。燒結(jié)的致密化起始溫度高低和致密化速率大小是影響保護(hù)渣生成渣圈的重要因素，燒結(jié)致密化起始溫度低或致密化速率大的保護(hù)渣在生產(chǎn)應(yīng)用中易生成渣圈。在保護(hù)渣中加入碳質(zhì)材料，對原料進(jìn)行預(yù)熔化或預(yù)加熱處理可提高保護(hù)渣的致密化起始溫度或降低致密化速率，從而可抑制或減輕保護(hù)渣生成渣圈。 研究表明攀鋼大方坯連鑄保護(hù)渣的化學(xué)組成宜以CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、CaF2和MgO為主，適當(dāng)加入BaO和SrO等特殊組分。保護(hù)渣的堿度(C