79高拉速中碳鋼連鑄保護渣的開發(fā)

1、2008年北京連鑄國際會議論文集高拉速中碳鋼連鑄保護渣的開發(fā)高拉速中碳鋼連鑄保護渣的開發(fā)陳敏1，李學慧1，2(1.東北大學材料與冶金學院，遼寧沈陽110004；2.鞍鋼實業(yè)公司，遼寧鞍山114000)摘要：結晶器保護渣是連鑄生產(chǎn)過程中重要的輔助材料，其性能優(yōu)劣對連鑄工藝順行及鑄坯質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。中碳鋼自身的凝固特點使其對連鑄保護渣提出了更嚴格的要求。本研究根據(jù)中碳鋼連鑄的特點，研究了原料組成對保護渣性能的影響規(guī)律，并在此基礎上開發(fā)了

2、中碳鋼連鑄系列保護渣。研究結果表明，在保護渣中配入B2O3、Li2O、MnO等特殊組分，不僅降低保護渣的析晶溫度和轉折溫度，而且促使固態(tài)結晶渣膜晶粒細小，因此可以避免保護渣熔渣在冷凝過程中析出高熔點固相，使結晶器內(nèi)靠近鑄坯表面的渣膜為液態(tài)，確保鑄坯表面的潤滑效果，同時又可使靠近結晶器壁的渣膜形成結晶狀態(tài)以達到減緩和均勻傳熱的效果。在實驗室研室研究的基礎上，本研究開發(fā)的系列連鑄保護渣在實際生產(chǎn)中獲得了良好的使用效果，有效地促進了鑄坯質(zhì)量的

3、提高。關鍵詞：連鑄，保護渣；理化性能；結晶行為；中碳鋼DevelopmentofMouldPowderfHighSpeedContinuousCastingofMediumCarbonSteelSlabCHENMin1LiXueHui1，2(1.SchoolofmaterialsmetallurgyNtheasternUniversityShenyangLiaoning110004China2.IndustryCo.LtdAnshanI

4、ronSteelGroupCpationAnshanLiaoning114000China)Abstract:Moldpowderasanimptantsupplementalmaterialsfcontinuouscastingitspropertiesdeterminestheslabqualitydirectlymestrictrequirementsarenecessaryfthecontinuouscastingofmediu

5、mcarbonsteelslabfitssolidificationacters.Thepresentwkstudiedtheeffectofcompositiononpropertiesofmouldpowderdevelopedaseriousproductsfcontinuouscastingofmediumcarbonsteel.Theresultsshowedthatbothcrystallizationbreakingtem

6、peraturesweredecreasedthegrainsizeinthesolidifiedfluxfilmwasalsodeceasedbyinducingsomespecialcomponentsuchasB2O3Li2OMnO.Consequentlybypreventingprecipitationofhighmeltingphasesduringcoolingprocessliquidfluxfilmonthesurfa

7、ceofsolidifiedshellwasfmedtoinsurethegreasingperfmanceatthesametimethecrystallizedfluxfilmwasfmedonthesideofmouldwalltomaintainweakhomogeneousheattransfer.Basedontheabovestudiesoflabatywkaseriousproductsofmoldpowderwasde

8、velopedthepracticalapplicationoftheseriousproductsshowedgoodperfmancetheslabqualitywaseffectivelyimprovedfcontinuouscastingofmediumcarbonsteel.Keywds:continuouscastingmouldpowderphysicalchemicalpropertiescrystallizingbeh

9、avimediumcarbonsteelcasting1前言連鑄保護渣在連鑄結晶器內(nèi)具有隔熱保溫、吸收鋼液中上浮夾雜、防止鋼液二次氧化、控制鑄坯向結晶器傳熱及潤滑鑄坯等作用，是連鑄生產(chǎn)過程中重要的輔助材料，其性能優(yōu)劣對連鑄工藝順行及鑄坯質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響[12]。連鑄生產(chǎn)中碳鋼時，由于凝固坯殼在冷卻過程中發(fā)生包晶反應時伴隨有明顯的體積效應，容易在鑄坯表面產(chǎn)生縱裂等質(zhì)量缺陷，影響鑄坯的成材率。因此，中碳鋼連鑄對結晶器保護渣提出了更嚴格的質(zhì)

10、量要求。特別在高拉速條件下，通過控制原料條件，調(diào)整保護渣的熔化特性并協(xié)調(diào)玻璃體與結晶體的比例，使保護渣能夠均勻地填充進凝固坯2008年北京連鑄國際會議論文集順利填入結晶器與鑄坯間空隙，并形成一定的渣膜厚度，保證適宜的傳熱速度和良好的潤滑。結晶器內(nèi)與鋼液和凝固坯殼接觸的保護渣處于1550~1100C的溫度區(qū)間內(nèi)，因而通常采用1300C時的粘度作為衡量保護渣流動性能的一個重要的指標。012310001050110011501200Melti

11、ngtemperature℃Content%Li2OB2O3(a)熔化溫度0123123ViscositypoiseContent%Li2OB2O3(b)粘度Fig.2Li2O和B2O3對保護渣熔化溫度和粘度的影響Fig.2EffectofLi2OB2O3onmeltingtemperatureviscosityofmouldpowder.從圖1和圖2還可看出，Na2O、Li2O、B2O3、F都可以降低保護渣的粘度，其中Li2O、F降低

12、粘度的作用比較顯著，而Na2O、B2O3降低保護渣粘度的作用比Li2O、F要弱一些。Al2O3使保護渣粘度升高，當保護渣溶解Al2O3的能力較差時，析出Al2O3高熔點質(zhì)點，熔渣粘度急劇升高，結晶器內(nèi)保護渣急劇惡化，影響連鑄正常生產(chǎn)。所以在澆鑄鋁鎮(zhèn)靜鋼、高鋁鋼時，必須設計合適的基渣成份，使其具有良好的溶解Al2O3的能力，保證保護渣具有相對的熱穩(wěn)定性。此外，少量添加TiO2(2%4%)能夠在一定程度上降低保護渣粘度，當含量較高時，則使粘

13、度略有提高。在本實驗條件下，MgO對粘度有輕微的降低作用。圖3是堿度(CaOSiO2)對保護渣熔化溫度和粘度的影響。由于渣中CaO容易與其它成份反應，生成高熔點的結晶礦物(如鈣鈦礦、硅酸二鈣、鈣長石等)，因此在本研究的實驗條件范圍內(nèi)，隨著堿度的增加，保護渣的熔化溫度升高。此外，隨著堿度的升高，保護渣的粘度明顯降低。這是因為堿度增加，CaO向熔渣中提供O2促使硅氧聚合體解體，復合陰離子團變小，粘流活化能降低，熔渣粘度下降。0.911.11

14、.21.310001020104010601080Temperature℃CaOSiO2(a)熔化溫度0.911.11.21.301234CaOSiO2Viscositypoise(b)堿度Fig.3堿度對熔化溫度和粘度的影響Fig.3Effectofbasicityonmeltingtemperatureviscosityofmouldpowder.3.2原料組成對保護渣玻璃化與結晶性能的影響原料組成對保護渣玻璃化與結晶性能的影響圖4