CaF2和B2O3对中碳钢连铸结晶器保护渣物理性能的影响

用B₂O₃作为含氟渣中CaF2的替代熔剂,在保证两结晶器保护渣具有相近粘度和熔化温度的基础上,研究了成分为(%):31.1～35.5CaO、33.9～38.5SiO₂、12Al₂O₃、3MgO、5Na₂O、6～15CaF₂的含氟结晶器保护渣和(%):33.5～35.5CaO、36.5～39.5SiO₂、4Al₂O₃、5MgO、8～15Na₂O、2Li₂O、2～6B₂O₃的无氟结晶器保护渣的结晶温度、结晶能力以及对结晶器控制传热的影响。结果表明,8Na₂O-6B₂O₃无氟渣与5Na₂O-15CaF₂的含氟渣有相近的粘度和熔化温度,并对结晶器控制传热有相似的作用。      

连铸结晶器保护渣结晶性能的研究

实验研究了结晶器保护渣(％:37CaO、2MgO、40SiO₂、5Al₂O₃、5Na₂O、11CaF₂)在1 300-1 000℃的结晶过程和性能。结果表明,冷却速率≤2℃／s时,该渣的结晶化率达100％。在冷却速率0．1℃／s时,保护渣首先析出树枝状晶体,然后以片状晶体形态析出,直到结晶终止。通过X-射线衍射分析,得出析出的晶体主要有枪晶石(Ca₄Si₂O₇F₂)镁黄长石(Ca₂MgSi₂O₇)、硅灰石(CaSiO₃)及镁铝尖晶石(Al₂MgO₄)。     

高铝钢用新型连铸保护渣的设计开发与应用

低反应性CaO-Al₂O₃基保护渣工业应用过程中，结晶器内渣条粗大，黏结报警频发，无法实现稳定连铸生产。针对上述问题，在分析了工业原渣存在问题的基础上，设计开发了新型CaO-Al₂O₃基保护渣并进行了工业应用。结果表明，工业用高铝钢连铸保护渣结晶性能较强，Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂和LiAlO₂等物相过早析出是恶化保护渣性能的主要原因。相图分析表明，调整w(CaO)/w(Al₂O₃)值是调控熔渣酸碱性和析晶性能的有效措施之一。当w(CaO)/w(Al₂O₃)从0.93增加至1.65时，保护渣的熔化温度由1 050℃降至959℃;受熔体结构解聚影响，1 300℃下黏度由0.132 Pa·s降至0.054 Pa·s。随着w(CaO)/w(Al₂O₃)的增加，保护渣的...     

亚包晶钢板坯连铸保护渣凝固结晶行为的研究

对≤1.3 m/min常规拉速(TCaO/SiO₂=1.19)和≥1.5 m/min高拉速(TCaO/SiO₂=1.40)0.07～0.10C亚包晶钢板坯用两种保护渣(%:2.54～3.0Al₂O₃、7.34～8.35Na₂O、8.83～8.87F、0.79～3.00Li₂O)降温凝固过程中结晶特性以及结晶对熔渣粘度的影响进行了研究,得出高拉速保护渣在凝固之前有明显的结晶行为,结晶矿相主要为枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF₂);常规拉速保护渣在凝固温度以上时,没有明显的结晶现象。与常规拉速保护渣相比,高拉速保护渣完全凝固后晶粒粗大,组织中有大量空隙,有利于增加渣膜热阻,减缓结晶器传热。TCaO/SiO₂=1.40保护渣在结晶温度以上时,具有较低的粘度,有利于结晶器润滑;结晶温度以下时,粘度迅速增加,有利于增加固渣膜厚度,减缓结晶器传热。     

Na2O对超高碱度连铸保护渣性能的影响

 在包晶钢连铸过程中,裂纹类缺陷频繁出现。生产实践表明,采用结晶性能较强的保护渣可以有效减少纵裂纹的发生,但会恶化保护渣的润滑功能。近年来,超高碱度保护渣由于兼具开始结晶温度低、结晶速率快的特点,可以成功协调包晶钢连铸过程中润滑与传热的矛盾。但在超高碱度条件下,有关组分对保护渣结晶性能的影响研究不多,且相应的熔渣结构特征也鲜有报道。Na₂O作为保护渣中一种常见的组元,对调节保护渣性能具有重要作用。论文采用半球点熔化温度测试仪、旋转黏度计以及高温原位结晶性能测试仪分析了超高碱度下(综合碱度R=1.75)Na₂O对连铸保护渣熔化流动特性以及凝固结晶性能的影响规律和作用机制。研究结果发现,随着Na₂O含量增加,保护渣的黏度(1 300 ℃)、熔化温度、转折温度和结晶温度都呈下降趋势,结晶速率呈现先减小后增大的趋势,当Na₂O质量分数为6%时结晶速率最低。此外,研究还发现超高碱度保护渣中主要析出相为枪晶石(Ca₄Si₂F₂O₇),随着Na₂O含量进一步增加,渣中出现新的结晶相CaF₂和Na₂CaSiO₄F。     

组分和粒度对高碱度精炼渣半球熔点和熔化速率的影响

使用CQKJ-Ⅲ矿渣熔化温度测定仪和MTLQ-RD-1300半球熔点熔速综合测定系统,通过正交实验研究碱度、BaO(6%~14%)、CaF₂(0~10%)和Al₂O₃(18%~28%)对基础精炼渣系CaO-SiO₂-Al₂O₃一MgO-CaF₂半球熔点(熔化温度)和熔化速率的影响。结果表明,对高碱度精炼渣熔点的影响因素为CaF₂、BaO、Al₂O₃、碱度(R)依次减弱;对熔速的影响因素为碱度(R)、Al₂O₃、CaF₂、BaO依次减弱,提高精炼渣碱度同时添加适量的Al₂O₃可以降低精炼渣的熔点和提高熔速,BaO、CaF₂的加入也能不同程度的降低精炼渣的熔点,提高精炼渣的熔速;当碱度为4~5,BaO 10%~14%,Al₂O₃ 23%~28%,CaF₂ 5%~10%时,精炼渣的熔点比较低(约1340℃),熔速比较大(熔化时间＜50 s);减小高碱度精炼渣的粒度可以降低熔渣的熔点和提高熔化速率。     

BaO 和 Li2O 对 CaO 基脱硫精炼渣熔点和粘度的影响

以CaO(bal)-SiO₂(22.4%)-Al₂O₂(11.6%)-CaF₂(10%)精炼渣作为基础渣系,用BaO、Li₂O替代其中等量的CaO含量,固定(CaO+RxO)/SiO₂=2.5(RxO代表BaO或者Li₂O),对该脱硫精炼渣系的熔点和粘度进行了研究。结果显示在传统的CaO基熔渣中加入BaO、Li₂O可以降低渣系的熔点和粘度,有效地改善了渣钢反应的动力学条件。当(BaO,Li₂O)=15%时,熔渣的熔点分别为1267℃和1185℃,远低于不加添加剂时的熔点1326℃,当温度为1475℃时,熔渣粘度分别为0.98Pa·s和0.51Pa·s,远小于不加添加剂时的粘度1.79Pa·s,使渣系具有良好的流动性和熔化性能。     

Al2O3对超高碱度连铸保护渣理化性能的影响

Al₂O₃是一种两性氧化物,在高碱度条件下呈现酸性氧化物特征,而在低碱度条件下表现出碱性氧化物的行为,是冶金熔渣中常见的一种组元。以超高碱度保护渣（综合碱度R=1.75）为研究对象,分析了Al₂O₃对保护渣流动特性、熔化特性和凝固特性的影响规律。研究结果显示:渣中Al₂O₃质量分数每增加1%,熔化温度上升5 ℃左右,转折温度下降12 ℃左右,开始结晶温度平均下降11 ℃左右。平均结晶速率随渣中Al₂O₃质量分数的增加而减小。且随着Al₂O₃质量分数的增加,保护渣结晶矿相中晶体比例逐渐降低,但晶体保持枪晶石的种类不变。      

连铸保护渣渣膜矿相结构对不同钢种板坯冶金质量的影响

使用偏光显微镜,系统对比分析了邯郸钢厂超低碳钢SPHC(0.020%~0.055%C,70 mm板坯保护渣/%:33.14SiO₂,3.86Al₂O₃,3.88MgO,31.52CaO,8.27K₂O+Na₂O,7.55F^-1,3.93C)、包晶钢SS400(0.18%~0.22%C,70 mm板坯保护渣/%:29.62SiO₂,4.63Al₂O₃,2.05MgO,35.86CaO,10.43 K₂O+Na₂O,7.55F^-1,3.93C)和Ti微合金钢Q345B(0.15%~0.19C,0.04%~0.05%Ti,260 mm板坯保护渣/%:31.10SiO₂,5.21Al₂O₃,5.07MgO,35.46CaO,6.22K₂O+Na₂O,6.96F^-1,6.96C)对应的渣膜的矿相组成、结晶率和显微结构。结果表明,3种渣膜从铸坯至结晶器侧均呈现"结晶层-玻璃层"交替结构。SPHC钢渣膜有90%~95%的玻璃相,结晶相仅出现少量枪晶石,低结晶率有利于其润滑铸坯;SS400钢渣膜结晶率为55%~60%,析出较多的枪晶石和部分黄长石,有利于控制铸坯传热;Ti微合金钢Q345B渣膜结晶率略高于SS400钢,析出的黄长石、枪晶石和硅灰石能同时满足连铸对其润滑和控制传热的需求,可得到良好的铸坯质量。     

无磁钢20Mn23AlV保护渣液渣和渣圈性能变化对连铸的影响

对高铝无磁钢20Mn23AIV(/%:0.14～0.20C、21.50～25.00Mn、1.50～2.50Al、0.04～0.10V)200 mm板坯连铸过程结晶器保护渣液渣和渣圈的化学组成、理化性能和结晶矿相进行了对比分析。保护渣原渣组成为(/%):31.91CaO、30.30SiO₂、6.58Al₂O₃、1.12MgO、3.02MnO、7.73Na₂0、7.10F。结果表明,连铸开浇后15 min,液渣和渣圈中的SiO₂含量分别降低至22%和18%, Al₂O₃含量分别提高至20.5%和25.5%,其碱度由原渣的1.05分别提高至1.7和2.0。此时液渣及渣圈的熔化温度和粘度大幅度增加,转折温度大幅度降低;渣圈的化学成分及理化性能的变化幅度均大于液渣。连铸开浇15 min后液渣及渣圈的成分与性能均趋于稳定。高熔点相钙铝黄长石的析出是促使渣圈形成的重要原因。     

12Mn2VB非调质钢材表面质量的改善

本钢特钢采用EBTEAF LF冶炼 复合保护渣 (% :16～20C ,≥10Al₂O₃,35～40SiO₂ ,10～16CaO)浇注650 kg钢锭生产0.10 %～0.15 %C的 12Mn2VB非调质钢80～95mm方轧材时出现1mm深裂纹 ,钢材表面C含量局部高达0.62 %。在采用EBTEAF LF冶炼 降低渣中C含量的复合保护渣 (% :≤ 12C ,≥ 10Al₂O₃,35～40SiO₂ ,10～16CaO)浇注3.16t钢锭后 ,轧材表面增碳明显减小 ,有效控制表面裂纹的产生 ,成材率由 74 %提高到 82 %。     

Effects of Rare Earth Oxide on Viscosity of Mold Fluxes for Continuous Casting

The effects of RE (rare earth) oxide on viscosity of mold fluxes were investigated with a rotary viscometer. The results show that : (1) The viscositv of mold fluxes is remarkably inereased by RE oxide addition, especially when the mass fraction of RE oxide is more than 10%. (2) By addition of RE oxide, precipitation of the insohlble particles with high melting point from the molten slag with the decreasing of the temperature leads to the inerease of viscosity. Viscosity curve shows that RE oxide is soluble in some extent in mold fluxes. When RE oxide is in a state of supersaturation, the existence of insoluble particles also makes the viscosity of mold fluxes increase. (3) Not only the viscositv of nlold fluxes can be reduced, but also the capacity to dissolve and absorb RE oxide can be increased by Li2O, B2O3 and BaO. However, the contents of Li2O, B2O3, and BaO should be controlled to suitable levels. (4) The solidification temperature of mold fluxes can be increased by the addition of RE oxide, which is unfavorable to heat transfer and luhrication of mold fluxes between steel shell and mold.     

EAF-LF(VD)-CC工艺生产石油管线钢39Mn2V 纯净度的分析

分析和研究了EAF-LF(VD)-CC各工序39Mn2V钢的T[O] 和[N] 以及钢中非金属夹杂物。结 果表明,LF(VD) 后T[O] 为28×10^-6,铸坯T[O] 为(8~10)×10^-6 ;钢中夹杂物主要为Al₂O₃、MnS、球形铝酸 钙,尺寸≤20 μm。铸坯存在一些80~300 μm 夹杂物,主要来源于二次氧化、耐火材料侵蚀和结晶器卷渣。     

CCT and TTT Diagrams to Characterize Crystallization Behavior of Mold Fluxes

The isothermal and non-isothermal experiments were performed to construct the continuous cooling transformation （CCT） and temperature time transformation （TTT） diagrams of four industrial mold fluxes through visual observations in an experimental apparatus based on the single hot thermocouple technique （SHTT）. The results of the CCT diagrams indicate that ① the crystallization temperature of mold fluxes lowers as the cooling rate increases, ② the mold fluxes have larger critical cooling rate, higher crystallization temperature, and less onset time of crystallization when the basicity increases or the viscosity decreases, ③ the influences of the melting points of the mold fluxes on their crystallization tendency are not significant. Isothermal tests show that the onset time of crystallization decreases at first, and then increases, and finally represents a ＂C＂ shape with increasing isothermal temperature. The TTT diagrams of four industrial mold fluxes were divided into two separate ＂C＂ shape regions. The crystal phase of C20A selected was analyzed by X-ray diffraction, which is cuspidine （Ca4 Si2 O7F2 ） over I 100 ℃ and calcium silicon oxide fluoride （Ca2SiO2F2） below 1 100℃. When compared with the TTT diagram, the CCT diagram can provide a more realistic estimate of the critical cooling rate of the mold fluxes. Thus, both the CCT and TTT diagrams can unambiguously describe the crystallization phenomena of the mold fluxes.     

AlN对高铝钢用CaO-SiO2基保护渣性能的影响

 铝以合金元素加入到钢中,可细化晶粒、抑制低碳钢的时效现象,实现钢的耐腐蚀性、耐热性等性能的良好结合,同时又可满足新一代汽车钢对汽车安全性以及轻量化的需求。然而,当钢液中w([Al])过高时,钢液凝固前生成的AlN在结晶器内不断上浮至钢渣界面与保护渣作用,导致保护渣成分的改变和性能的恶化,进而影响连铸的顺行和铸坯表面质量。采用FactSage7.2 热力学软件对高铝钢水中AlN的生成热力学进行了计算,利用半球点熔化温度测试仪、旋转黏度计测试分析了向传统CaO-SiO₂基保护渣中添加质量分数为2%、4%、6%、8%的AlN后保护渣黏度、熔化温度和转折温度的变化情况,并对添加AlN后的渣样进行了XRD物相检测。研究结果表明,随着钢中w([Al])和w([N])的增加,AlN的生成温度提高,生成总量增加。当AlN添加的质量分数从0增加到8%时,保护渣黏度和熔化温度均呈升高趋势,每添加质量分数为1%的AlN,黏度增大约0.032 Pa·s,熔化温度升高约13.5 ℃。当AlN添加质量分数为2%时,保护渣转折温度从1 002 ℃下降到980 ℃;当AlN添加质量分数大于2%后,转折温度逐渐升高至8%AlN时的1 117 ℃。随着AlN添加量的增加,在冷凝过程中传统CaO-SiO₂保护渣中枪晶石析出量逐渐减少,当AlN添加质量分数为8%时,渣样中物相以CaF₂为主。     

CaF_2及碱度变化对中间包覆盖剂黏度的影响

采用二次正交组合设计法,对以高炉渣为主料的不同碱性中间包覆盖剂的黏度进行了测试研究,得出CaF2及碱度变化对覆盖剂黏度的影响规律及程度,得到回归方程,采用XRD和TG-DSC热分析法对熔融覆盖剂的矿物相进行分析,研究黏度变化机理,优化配方。结果表明:覆盖剂的黏度随CaF2含量的增加呈现先增大后减小趋势;随碱度的增大而逐渐增大。XRD图谱和TG-DSC曲线表明:碱度由1.75增大到1.95时,熔融覆盖剂低熔点的黄长石区域等进入较高的尖晶石区域,生成物由Ca4Al2SiO7F2、Ca3(Mg2Si2O4)、CaAlO4等高熔点化合物,向Ca4Al2SiO7F2、(Mg,Fe)2SiO4、CaMgSi2O4等低熔点化合物转变,流动性逐渐加强。     

CaO-Al2O3基低反应性保护渣熔化及流动特性的成分控制区域研究

摘要：传统CaO-SiO2系保护渣在浇铸高锰高铝钢时,渣中SiO2易被钢中Al还原,造成保护渣成分改变和性能恶化,危害铸坯表面质量和连铸过程顺行。为了抑制钢 渣反应,旨在减少渣中氧化性组分的低反应性,CaO-Al2O3基渣系是重要选择方向。在评估高锰高铝钢凝固特性和传统反应性保护渣基础上,提出了低反应性保护渣基本性能要求,并采用单纯形法设计了CaO-Al2O3基保护渣系的试样组成。通过测试实验渣样的熔化特性和流动特性,获得了5组低反应性连铸保护渣熔化流动特性的成分控制区域。典型区域基本性能为：熔化温度（半球点温度）900～1100℃,1300℃的黏度0.1～0.2Pa·s,转折温度900～1150℃。     

优化保护渣提高超低碳IF钢表面质量

 通过优化调整保护渣成分,保护渣熔点由1 222降至1 188 ℃,黏度由0.26提高到0.32 Pa·s,并进行工业试验,利用Aspex对铸坯不同部位大于2 μm的夹杂进行检测,发现铸坯边部和1/4宽、1/2宽、1/2厚度位置夹杂物均有所降低,同时热轧板卷表面临时封锁率由4.51%降低至2.55%。对采用改进保护渣后铸坯中不同部位夹杂物降低的原因进行分析,研究了保护渣吸附不同质量分数Al2O3夹杂后,保护渣熔化温度、黏度的影响规律,发现当添加Al2O3为12%时,保护渣A熔化温度最高至1 259 ℃;保护渣B熔化温度为1 203 ℃,保护渣A与B的黏度分别为0.79和0.59 Pa·s,黏度过大不利于吸附Al2O3夹杂。     

高铬不锈钢BaO基渣系脱磷的研究

在5 kg MgO坩埚中频感应炉中,用成分(%)为45~65BaO、35~55BaF₂、3~7Cr₂O₃渣系对成分(%)为0.12~0.40C、10.06~18.89Cr、0.60~11.00Ni,精炼温度1 853~1 893 K的不锈钢水进行脱磷试验和研究。实验结果表明,该试验渣系能在精炼期将高铬不锈钢水中的磷从0.029%降至0.013%,平均脱磷率超过20%;当(BaO)/(BaF₂)为60/40、初始硅含量≤0.08%、精炼温度≤1 600℃(1 873 K)、初始[Cr]≤15%时,可取得较好的高铬不锈钢水脱磷效果。