稀土氧化物对连铸保护渣结晶矿相的影响

使用岩相分析、扫描电镜等手段,研究了稀土氧化物对现场和实验室自配保护渣结晶矿相的影响,并探讨了稀土氧化物在凝固保护渣中的存在形态。结果表明,两种保护渣结晶矿相主要组成为枪晶石、少量硅灰石及玻璃相。稀土氧化物抑制硅灰石析出,促进枪晶石长大。当稀土氧化物的质量分数大于10％,其在保护渣中的存在状态为稀土硅酸钙,个别形成稀土氟氧化物或者未溶部分。当稀土氧化物在保护渣中达到过饱和以后,保护渣高温粘度显著增大。     

矿物原料对连铸保护渣渣膜结晶矿相的影响

针对包晶钢铸坯表面时常出现质量缺陷的问题,根据包晶钢板坯连铸用保护渣组分范围,在实验室以水泥熟料和硼砂为基料,分别调配矿物原料石英、硅灰石、萤石、纯碱含量进行配渣,系统分析矿物原料对保护渣渣膜结晶矿相的影响,为合理选择保护渣以改善铸坯表面质量提供依据。结果表明,各系列试验渣渣膜结晶矿相均由硅灰石和枪晶石组成,各渣膜结晶率均达55%以上。保护渣中石英(6%~24%)、硅灰石(11%~19%)配加量增多,均使渣膜黏度、热流密度升高,促进渣膜中硅灰石大量生成;萤石(8%~16%)、纯碱(10%~18%)含量增加,液渣黏度降低,促使渣膜中枪晶石大量析出,利于渣膜控制传热。但当石英(≥22%)、硅灰石(≥17%)配加过量时,硅灰石大量析出,枪晶石显著减少至含量为零;反而当萤石(≥14%)、纯碱(≥16%)配加过量时,枪晶石大量析出,硅灰石不析出。     

连铸保护渣结晶矿相的研究

采用LEITZ偏光岩相显微镜结合扫描电子显微镜,研究了实验室自制渣和工业结晶器保护渣的结晶矿相。结果表明：在本实验中,渣样的结晶矿相主要有枪晶石、黄长石和硅灰石,个别渣样中可能有霞石析出;保护渣中加入少量的MgO可以降低结晶率,抑制硅灰石的生成;加入少量的MnO、ZrO2S可促进硅灰石的析出,抑制枪晶石的生长。     

中厚板坯连铸结晶器保护渣渣膜矿相结构研究

利用光学显微镜及X-射线衍射等测试手段对中厚板坯Q235B钢种保护渣渣膜的矿物组成、结晶率、厚度、分层结构进行了系统分析研究。结果表明,中厚板坯Q235B钢种保护渣渣膜矿物组成为镁黄长石、枪晶石、硅灰石和玻璃相。出现纵裂的事故渣膜的结晶相主要为黄长石、枪晶石,结晶率为50%~55%,呈玻璃层-结晶层-玻璃层三层结构;出现粘结漏钢现象的事故渣膜几乎全为结晶层,主要为枪晶石和硅灰石;正常渣膜结晶相以黄长石为主,结晶率为90%以上。为减少中碳钢铸坯表面纵裂及防止铸坯粘结漏钢的发生,建议提高保护渣渣膜中的结晶率,降低硅灰石的含量。     

硅灰石对连铸保护渣结晶性能的影响规律

以水泥熟料、工业矿物为主要原料,实验室配制保护渣,运用工艺矿物学方法,研究硅灰石对保护渣结晶性能及对应渣膜矿相结构的影响规律。结果表明:同一冷却速率下,随硅灰石含量的增加,试验渣的结晶温度逐渐降低;硅灰石每增加2%,临界冷却速度平均下降2℃/s;结晶孕育时间随硅灰石含量的增加而延长,利于铸坯的润滑。试验渣中硅灰石为11%~19%时,对应渣膜的结晶率均在80%以上,结晶矿物为枪晶石和硅灰石;原料中硅灰石11%~15%时,渣膜中两种结晶矿物的含量相当;硅灰石≥17%时,渣膜主要析出硅灰石,枪晶石含量明显减少,黏度增加幅度不大,但热流密度显著增大,不利于控制传热。为达到保护渣传热与润滑的统一,建议保护渣中硅灰石含量不大于15%。     

不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的研究

采用矿相显微镜及XRD研究了不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的变化。结果表明,在本实验条件下的降温和升温过程中,连铸保护渣的结晶化率均随实验温度的升高而下降,结晶矿相主要为枪晶石、硅灰石、黄长石。枪晶石在1000 ℃和1200 ℃时结晶能力最强,1300 ℃时无枪晶石析出。硅灰石只在1000 ℃时析出,晶体发育程度很高。黄长石晶体在1300 ℃时发育良好且光学性质明显,1000 ℃和1200 ℃时生长缓慢,为细小的颗粒状雏晶。在相同的实验温度条件下,连铸保护渣在升温过程中结晶化率高、晶体细小、结构致密,降温过程中其晶体发育程度良好、晶体粗大     

包晶钢薄板坯保护渣渣膜矿相结构特征及形成机理

针对包晶钢薄板坯连铸过程中常出现的表面纵裂问题,系统研究了现场渣膜的分层结构、矿相组成和结晶率;并结合现场保护渣成分,模拟渣膜矿物相的析晶过程,查明了渣膜矿相结构对铸坯表面纵裂的影响机理。结果表明,包晶钢薄板坯现场渣膜的厚度和结晶率存在明显差别,结晶矿物的形态、粒度及含量也略有不同,但矿相的分层结构具有一致性;玻璃层一般分布在靠铸坯侧,枪晶石在靠近结晶器侧形成,与黄长石和硅灰石之间存在明显界线。对有纵裂纹铸坯的渣膜研究发现,渣膜中结晶率为60%~65%,枪晶石和黄长石质量分数都是20%~25%,较正常渣膜偏低,这在一定程度上降低了渣膜的热阻能力,使其无法正常对传热速度及均匀性进行控制,可能是导致铸坯表面出现纵裂的直接原因。     

冷却方式对低钛高炉渣矿物组成和矿相结构的影响

应用X射线衍射仪、偏光显微镜和扫描电镜对水淬和空冷低钛高炉渣的矿相组成、显微结构、TiO₂分布规律及其差异性进行研究.结果表明:水淬渣和空冷渣中主要矿物组成均为玻璃质、钙钛矿、钙铝黄长石和镁硅钙石,但是两种炉渣中各矿物组分含量相差较大,空冷渣中钙铝黄长石和钙钛矿的平均体积分数分别为62.5%和12.5%,是水淬渣中钙铝黄长石和钙钛矿的2.27倍和1.92倍,而玻璃质的平均体积分数不足水淬渣的1/3.水淬渣和空冷渣中矿相显微结构差异较大,空冷渣中钙铝黄长石为钉齿状,而水淬渣中钙铝黄长石为呈羽毛状和针状,且结晶粒度较小,钙钛矿在水淬渣和空冷渣中分别呈星点状和树枝状分布,两种炉渣中镁硅钙石都为纺锤体形;水淬渣中TiO₂主要分布在钙钛矿、玻璃质和钙铝黄长石中,而空冷渣中TiO₂主要分布在钙钛矿和钙铝黄长石中,并且空冷渣中钙钛矿TiO₂的分布率比水淬渣高8.41%,空冷方式更有利于将TiO₂聚集在钙钛矿中.      

Q235B和Q345B钢板坯保护渣渣膜显微结构的对比分析简

 保护渣渣膜的矿相结构是影响其传热与润滑性能的重要因素之一,偏光显微镜下对唐钢中厚板公司Q235B和Q345B板坯保护渣渣膜的矿相结构进行了系统研究。结果表明,Q235B板坯正常渣膜的结晶矿物主要为黄长石、枪晶石和硅灰石,结晶率高达90%~95%;Q345B板坯正常渣膜的结晶矿物中却没有硅灰石生成,并且结晶率也相对较低为35%~65%。对事故渣膜的研究发现,Q235B板坯出现纵裂对应的事故渣膜的突出特点是结晶率为65%~70%,较正常渣膜偏低;而Q345B板坯出现夹渣对应的事故渣膜与正常渣膜的最大区别是枪晶石晶体大量析出,并且结晶率异常升高至95%以上。     

Q235B和Q345B钢板坯保护渣渣膜显微结构的对比分析

保护渣渣膜的矿相结构是影响其传热与润滑性能的重要因素之一,偏光显微镜下对唐钢中厚板公司Q235B和Q345B板坯保护渣渣膜的矿相结构进行了系统研究。结果表明,Q235B板坯正常渣膜的结晶矿物主要为黄长石、枪晶石和硅灰石,结晶率高达90%~95%;Q345B板坯正常渣膜的结晶矿物中却没有硅灰石生成,并且结晶率也相对较低为35%~65%。对事故渣膜的研究发现,Q235B板坯出现纵裂对应的事故渣膜的突出特点是结晶率为65%~70%,较正常渣膜偏低;而Q345B板坯出现夹渣对应的事故渣膜与正常渣膜的最大区别是枪晶石晶体大量析出,并且结晶率异常升高至95%以上。     

钢渣矿相组成及其显微形貌分析

利用X射线衍射法分析了钢渣(缓冷渣、气淬渣、热焖渣)中主要矿物组成,采用金相光学显微镜观察了其各自的显微形貌,并且采用平行截线法分析了具有相同形貌特征相的晶粒度。结果表明,由于化学组成相近,缓冷渣、气淬渣和热焖渣的主要物相均为硅酸二钙、RO相和铁酸钙,以及少量硅酸三钙、f-CaO和f-MgO;在三类钢渣中,C3S为黑色板状晶体,C2S为黑色圆粒状与枝状晶,铁酸钙相多为灰色无定形状,并以连续的形式填充于其他物相中;铁镁相多数呈现白色无定形状,连续延伸于黑色相与灰色相中;高温段冷却强度对钢渣中各类典型矿物晶粒度的影响较大,呈现出冷却强度越高,矿相晶粒度越小的趋势,因此热焖渣矿物晶粒度最大、气淬渣矿物晶粒度最小、缓冷渣矿物晶粒度居中。     

精炼钢包用MgO-CaO浇注料的抗渣性研究

采用动态回转法研究了MgO-SiO2-H2O结合和聚磷酸盐结合的MgO-CaO浇注料的抗渣性。以MgO-CaO砂和CaCO3作CaO源，比较了CaO的引入方式对其抗渣性的影响。利用X射线衍射分析测定了各类浇注料在1600℃烧后的相组成，借助SEM和EDAX分析了MgO-CaO浇注料经渣蚀后的显微结构。研究表明。MgO-CaO浇注料中的CaO在高温烧成时参与了基质相的反应。CaCO3细粉的引入加大了CaO在基质中参与反应的程度。聚磷酸钠结合的MgO-CaO浇注料在高温烧成时生成高熔点的结合相硅磷钙钠（NC4PS），有助于提高抗渣能力。MgO-SiO2-H3O结合浇注料中的低熔点相钙镁橄榄石和镁蔷薇辉石（CMS、C3MS2）随CaCO3的引入而增多，对抗渣性不利。     

Crystallisation behaviour of the iron oxide-devoid BOF slag with adding SiO2

The current research attempted to investigate the crystallisation mechanism of iron oxide-devoid basic oxygen furnace (BOF) slag with adding SiO₂. First, the glass sample was prepared by adding 29?wt-% of SiO₂ to BOF slag, followed by eliminating iron oxide by reduction process. Non-isothermal DSC analysis together with confocal laser microscopy, XRD and EPMA mappings were carried out to observe the crystallisation process. The glass sample showed that the crystallisation process started from the surface where the main phases were identified to be akermanite, merwinite and wollastonite. In addition, the crystallisation process was affected by the nucleation temperature which was decided by the heating rate because of the difference in the nucleation rate between wollastonite and Mg-rich phases. The current results could be used to propose the feasibility of utilising BOF slag as glass-ceramics by chemical modification with heat treatment, which controls the crystallisation behaviour.     

CSP结晶器保护渣固态渣膜结构和矿相的分析

通过光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射分析,研究了1537 mm×67 mm CSP连铸结晶器保护(%:34.6CaO,28.6SiO₂,8.8C,8.5F,8.6Na₂O)固态渣膜的结构、矿相组成和析晶率,分析结果表明,绝大多数固 态渣膜厚0.6~1.3mm, 呈三层结构：结晶层-玻璃层-结晶层,靠结晶器壁侧为0.10～0.14mm 厚的结晶层;CSP 固态渣膜的析晶率为40%～80%,结晶矿相主要为枪晶石(3CaO ·2SiO₂ ·CaF₂)和矿物Na₂O ·Al₂O₃ ·SiQ₂。通过 调整固态渣膜的厚度及枪晶石等矿物的析晶率,可达到控制渣膜传热,提高连铸坯表面质量的目的     

Mechanism and Prevention of Disintegration of AOD Stainless Steel Slag

 During the cooling process of AOD (argon-oxygen decarburization) stainless steel slag, the serious disintegrating problem happened, which will cause serious environmental pollution. The disintegrating mechanism of the AOD slag was analyzed in detail, and experimental research on prevention of disintegrating of AOD stainless steel slag was developed by adjusting the basicity of the slag and adding the quartz sand and borax. The disintegrating problem during the cooling process of AOD stainless steel slag is caused by the 2CaO·SiO2 phase transformation from α＇-C2S to γ-C2S. By means of adjusting the basicity of the AOD stainless steel slag from 2 to 1. 5 by adding quartz sand, disintegrating of slag was prevented. But the adding amount must arrive at 15% which increases the difficulty of industrialization. Disintegration of AOD stainless steel slag can be effectively controlled by adding borax, and the adding amount is only 0. 5%-0. 8%. This method can be easily industrialized.     

Physicochemical Properties of CaO–SiO2–CaF2–NaF Slag system as a Mold Flux of Continuous Casting

The phase diagrams of CaO–SiO₂–CaF₂ and CaO–SiO₂–CaF₂–NaF systems were determined as a base system of mold fluxes. The commercial fluxes have the composition in which cuspidine first crystallizes. The thermodynamic stability of cuspidine was examined from the standard Gibbs energy of formation of cuspidine, which was measured, by two methods of the Galvanic cell method and the transpiration method. The effect of fluorine to silicate network was investigated. It is indicated that CaF₂ behaves as a neutral solvent for silicate slag. The crystallization in mold fluxes was measured by a high temperature XRD. Cuspidine predominantly appears because the construction of silicate glass with CaF₂ has CaF⁺ ion pair near non‐bridging oxygen. The over addition of Na₂O to mold flux prevents cuspidine from crystallizing.     

不同碱度钢渣显微形貌及物相变化分析研究

采用矿相显微镜、扫描电镜和矿物自动解离系统对不同碱度的钢渣进行物相的微观形貌、化学成分、物相定量组成、主要元素的赋存状态和含铁物相的嵌布特征进行分析。矿相显微镜和扫描电镜下物相形貌分析结果表明, 4组钢渣形貌主要由方形状、圆粒状和无定形状的金属矿物,小颗粒粒状集合体和长板状的硅酸盐矿物组成;组成这4组钢渣的物相主要包括硅钙氧化物、钙铁氧化物和铁镁钙固溶体;高碱度和低碱度的钢渣中铁和硅的元素赋存特征结果表明,这两种元素均是以硅酸二钙、铁酸钙、RO相和硅酸三钙为赋存载体的;含铁物相的嵌布特征测定结果显示,硅酸二钙、铁酸钙和RO相3种物相相互包裹,形成一种相互包裹的复合体。     

304不锈钢连铸过程中结晶器渣圈形成机制

 在连铸过程中,结晶器易结渣圈是造成铸坯产生缺陷的主要原因之一。对304不锈钢板坯连铸过程中结晶器保护渣原渣、距开浇60 min时的液渣和渣圈的化学组成、理化性能、结晶矿相以及渣圈形貌结构进行对比分析。结果表明,连铸过程中TiO2和Cr2O3从钢液进入液渣生成高熔点氧化物,使液渣和渣圈的完全熔化温度和黏度显著增大,碱度、转折温度降低。液渣与渣圈的物相以枪晶石和钙铝黄长石为主。高熔点相钙铝黄长石的大量析出以及TiO2和Cr2O3进入液渣使液渣黏度增大是渣圈形成并长大的重要原因。     

高钛型高炉渣选择性还原前后物相演变规律探讨

还原气氛下高炉渣中含钛物相的变化规律是高炉渣高温碳化的关键。实验综合偏光显微镜、扫描电镜(SEM)、矿物自动解理系统(MLA)和X射线衍射仪(XRD)对比还原前后高炉渣物相形貌变化,微区成分变化及物相组成变化规律。结果表明,还原前后高炉渣中串珠状的钙钛矿转变为弥散状的碳化钛,深绿色板状的富钛透辉石消失不见;微区成分变化显著的是钛元素也从还原前高炉渣中的钙钛矿、攀钛透辉石和富钛透辉石中逐渐转移到碳化钛相和残留的含钛透辉石相中,其含量占还原后全钛的73.69%以上;还原后物相组成明显的变化是钙钛矿和富钛深绿透辉石的减少,碳化钛含量明显增多。