CaO-Al_2O_3基低反应性保护渣熔化及流动特性的成分控制区域研究

传统CaO-SiO_2系保护渣在浇铸高锰高铝钢时,渣中SiO_2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-Al_2O_3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-Al_2O_3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)900～1 100℃,1 300℃的黏度0.1～0.2 Pa·s,转折温度900～1 150℃。     

CaO-Al_2O_3基连铸保护渣对Al_2O_3溶解行为的研究

采用旋转柱体法,研究了高铝高锰钢连铸过程中CaO-Al_2O_3-B_2O_3渣系对Al_2O_3的溶解行为,考察了Al_2O_3棒直径、温度和保护渣成分对Al_2O_3溶解行为的影响。结果表明,在一定时间内,1 300℃下,同种保护渣中Al_2O_3的溶解量随Al_2O_3直径的增大而增加;在一定直径和保护渣成分情况下,Al_2O_3的溶解量随温度的升高而增加;在一定直径和温度(1 300℃)下,2#渣中Al_2O_3的溶解量最大;Al_2O_3的溶解速率在熔渣液渣面处最大。此外,在保护渣吸收Al_2O_3能力及吸收后性能稳定性方面,2#渣优于其他三种保护渣。     

助熔剂对CaO-Al2O3基保护渣理化性能的影响

针对高铝钢用钙铝基连铸保护渣在浇铸过程中存在的渣条严重、粘结漏钢报警频发等问题,通过调整助熔剂含量,考察了以B2O3替代CaF2对保护渣熔化温度、黏度及结晶性能的影响。结果表明,随着B_2O_3替代CaF2质量分数的增加,保护渣的熔化温度和转折点温度不断降低,高温下的黏度不断提高。而且,CaF_2质量分数较高时,保护渣的析晶性能较强,高温处析出Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2。随着B_2O_3取代CaF2质量分数的增加,保护渣的析晶性能受到明显抑制,析晶物相的变化规律为Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2→2CaO·Al2O3·SiO2→单一液相。B2O3取代CaF2质量分数为10%时,保护渣的析晶性能得到有效抑制,可有效降低粘结报警频率,满足高铝钢种的浇铸需求。     

Al_2O_3和TiO_2含量对含钛高炉渣黏流特性及矿物组成的影响

以现场高炉渣为基样,应用半球点法和内柱体旋转法测定CaO-SiO_2-Al_2O_3-TiO_2-MgO五元渣系的熔化温度和黏度,研究高铝低钛渣中Al_2O_3和TiO_2含量对炉渣流动性的影响。实验结果表明:随渣中Al_2O_3含量增加,炉渣的熔化性温度和黏度上升;TiO_2含量增加,炉渣的熔化性温度和黏度下降,适当添加TiO_2可避免渣中Al_2O_3含量增加引起的炉渣流动性变差;渣中矿物组成黄长石和玻璃质的数量随TiO_2含量增加而降低。     

高铝钢用低反应型保护渣成分对其黏度的影响

汽车轻量化有助于保护环境、节约能源,高铝钢有利于减轻汽车质量同时维持强塑性。但由于连铸过程中传统结晶器保护渣界面反应的制约,高合金钢铸坯质量和操作流畅性受到很大影响,引起裂纹、漏钢等问题。不仅会造成安全事故,还会增加成本。低反应型CaO-Al_2O_3系保护渣相对于传统保护渣,SiO_2质量分数在6%～10%之间,[Al]和(SiO_2)渣钢界面反应程度显著减弱,具有提高铸坯质量和确保操作顺行的潜力。设计此类保护渣时应该考虑渣钢界面反应、渣中元素向钢液中富集对铸坯质量的影响以及可能的结晶相种类。探讨了低反应型保护渣中成分对黏度变化机制的影响,即熔渣结构的变化、渣系过热度的变化和结晶相的变化。分别讨论了CaO/Al_2O_3、B_2O_3、Na_2O、Li_2O和CaF_2在CaO-Al_2O_3渣系中的作用,旨在为满足高铝钢连铸生产的新一代低反应型保护渣系的设计与优化提供思路与便利。     

高铝钢连铸保护渣结晶矿相的研究

 针对高铝钢浇铸过程中保护渣Al2O3含量大幅增加而导致保护渣玻璃形态恶化的问题,采用SEM和XRD分析方法对高铝钢浇铸前后保护渣的显微组织和结晶矿相进行分析,研究了不同组分对保护渣结晶性能的影响。结果表明：高铝钢连铸保护渣初始SiO2含量较高,保护渣玻璃形态较好。浇铸过程中随着保护渣Al2O3含量的增加和SiO2含量的减少,保护渣的结晶率增加,玻璃性能变差;渣中Li2O容易与F-生成LiF晶相;渣中CaF2含量较高时,容易析出CaF2晶体。     

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℃。     

B2O3对高铝钢连铸保护渣理化性能的影响

高铝钢连铸过程中,为了避免或减轻钢液中Al与保护渣中SiO2发生反应,设计了低SiO2、高Al2O3含量的高铝钢连铸保护渣,通过添加适量的酸性氧化物B2O3协调熔渣酸碱性,利用实验分析了B2O3含量对高铝钢保护渣熔融特性、黏度特性及渣膜传热特性的影响.结果表明,B2O3含量在4%～10%时,随着B2O3含量增加,保护渣熔化温度、黏度、黏流活化能均降低,渣膜热流密度增加;保护渣的等温转变曲线(TTT曲线)向孕育时间增加的方向移动,晶体生长速率降低;实验条件下,增加B2O3含量可抑制保护渣中CaF2的析出.     

基于挥发对连铸保护渣熔点等值图测绘与评价

采用传统"半球点"测定法对连铸保护渣进行熔化温度检测,对比无氟渣在不同升温速率下熔化温度检测值差异,结果表明连铸保护渣熔化温度检测值随升温速率增大而降低,挥发的影响要远大于分熔的影响。采用二次回归正交设计试验方案,建立了关于碱度、Al_2O_3、CaF_2、Na_2O、MgO等组元变化的熔化温度非线性回归模型,测绘出关于助熔剂(Na_2O+CaF_2)组成变化的连铸保护渣熔化温度等值图,基于挥发影响对熔化后试样做XRF成分分析,对熔化温度回归模型和熔化温度等值图进行修正,对比得出,熔化温度检测过程Na_2O和CaF_2成分显著降低,熔化温度检测值相对理论值偏高。     

高铝钢连铸保护渣的研究现状

针对高铝钢连铸过程中保护渣Al2O3含量显著增加的特点,介绍了浇铸过程中连铸保护渣Al2O3的来源及其对性能的影响以及连铸保护渣吸收Al2O3的研究。通过总结国内外近年来关于高铝钢连铸保护渣的研究现状指出,现用高铝钢连铸保护渣主要采用低Al2O3、高SiO2组分且使用过程中有大量渣条产生,并使铸坯表面产生较深的凹痕;而高Al2O3、低SiO2组分可以稳定高铝钢浇铸过程中保护渣成分和性能变化,并可用于高铝钢保护渣的研制。     

高铝钢用低反应型保护渣成分对其黏度的影响

汽车轻量化有助于保护环境、节约能源,高铝钢有利于减轻汽车质量同时维持强塑性.但由于连铸过程中传统结晶器保护渣界面反应的制约,高合金钢铸坯质量和操作流畅性受到很大影响,引起裂纹、漏钢等问题.不仅会造成安全事故,还会增加成本.低反应型CaO-Al2O3系保护渣相对于传统保护渣,SiO2质量分数在6％～10％之间,[Al]和...     

Effect of Al2O3/(B2O3 + Na2O) Ratio on CaO-Al2O3-Based Mold Fluxes: Melting Property,Viscosity, Heat Transfer,and Structure

Metallurgical and Materials Transactions B - CaO-Al2O3-based mold fluxes, which are under development for the continuous casting of high-Al steel, contain fluxing compounds, such as Na2O and B2O3....     

Inclusion Variations of Hot Working Die Steel H13 in Refining Process

 Inclusion variations of die steel H13, including changes of species, morphologies, compositions, amounts and sizes, in the production of EAF→LF→VD→ingot casting→electro-slag refining (ESR) procedure, were investigated by systematic sampling, and analyzed with scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectrum (EDS), and metallographic microscope. The variation mechanism was studied by comprehensive analysis of total oxygen, nitrogen, and acid soluble aluminum as well as chemical test of refining slag. Based on the investigations, technical measures for cleanness improvement were discussed. The results show that oxide inclusions in H13 steel change from irregular Al2O3→near globular CaO-MgO-Al2O3 and CaO-Al2O3-SiO2 complex inclusions→finer CaO-Al2O3-SiO2 inclusions with higher CaO content→CaO-Al2O3-SiO2 inclusions with higher Al2O3 content and irregular MgO-Al2O3 inclusions→fine irregular MgO-Al2O3-CaS inclusions in various steps of the production; the variations are related with changes of acid soluble aluminum content, reactions between slag and steel, re-oxidation of liquid steel during casting, and refining of ESR. It is also found that Al2O3 inclusions are modified by refining slag in LF and VD refining; and ESR plays a good role in inclusion removal, especially in controlling the large linear VC-CrC-MoC inclusions distributed in grain boundaries. It is suggested that casting protection should be improved, and the basicity of refining slag and acid soluble aluminum content in steel should be raised.     

含铝钢LF精炼渣成分优化及造渣制度改进

针对含铝钢初炼钢水[C]低、[O]高的特点,提出采用CaO-Al2O3-CaF2系精炼渣,组分中CaO/Al2O3=1.7～1.9;出钢过程采用渣洗工艺向钢包加入大部分精炼渣,将连铸返回的热态精炼渣倒入精炼钢包中,缩短精炼成渣时间,保证足够的白渣和软吹时间。冶炼20Mn2A时,脱S率达到77.13%,铸坯T[O]为21×10^-6,铸坯中[Als]为0.026%,达到了良好的冶金效果。     

Corrosion behavior of high alumina and low silicon CaO Al2O3 slags on corundum/calcium hexaaluminate based castables

Due to the corrosion of CaO-Al2O3 based slags on refractory materials is related to the safe smelting of low-density and high-strength steel with high aluminum, the reaction experiment of calcium hexaaluminate castables with high-alumina and low-silicon CaO-Al2O3 based slag was carried out by introducing calcium hexaaluminate into corundum castables, and it was compared with that of alumina magnesia castable. The experimental results agreed with that of thermodynamic simulation and show that corundum calcium hexaaluminate castable has excellent slag resistance. Because the corundum calcium hexaaluminate castable reacted with the CaO Al2O3 based slag and produced high melting point phase CA2, which consumed a large amount of CaO in the slag and increased the viscosity of the slag, and CA2 filled the pores and blocked the penetration of slag. The wear mechanism of the calcium hexaaluminate castable is slag infiltration due to the higher porosity. Therefore, the combination of corundum aggregates and calcium hexaaluminate matrix is expected to be a candidate refractory material for ladle lining of low density and high strength steel smelting.     

高铝低硅CaO-Al2O3系熔渣对刚玉/六铝酸钙质浇注料的作用行为

摘要：由于高铝低硅CaO-Al2O3系熔渣对耐火材料的侵蚀损毁影响高铝含量低密度高强钢的安全冶炼生产,为此通过在刚玉质浇注料中引入六铝酸钙,开展六铝酸钙质浇注料与高铝低硅CaO-Al2O3系熔渣反应实验,并与铝镁浇注料进行对比研究了其作用行为。实验结果表明：刚玉 六铝酸钙浇注料具有优异抗渣性能。这主要是由于熔渣中大量的CaO被消耗,间接提高了熔渣黏度,并与刚玉 六铝酸钙浇注料反应生成的高熔点相CA2填充了气孔,阻挡了熔渣的渗透,实验结果与热力学模拟计算结果相吻合。六铝酸钙浇注料自身气孔率高,熔渣主要以渗透形式对六铝酸钙耐火材料造成破坏。因此,将刚玉骨料与六铝酸钙基质组合是有望成为低密度高强钢冶炼用钢包内衬候选耐火材料。     

Li2O对CaO-Al2O3基保护渣结晶性能的影响

摘要：高铝钢用新型CaO-Al2O3基连铸结晶器保护渣结晶性能较强，在连续浇铸过程中易出现润滑与传热功能协调不均的问题。基于此，针对新型CaO-Al2O3基保护渣，考察了典型助熔剂Li2O对保护渣析晶温度、析晶物相等性能的影响，并进行了相关结晶动力学分析。结果表明，提高Li2O含量可使保护渣的临界冷却速率和初始结晶温度呈现先降低后升高的趋势，当Li2O质量分数为4%时，保护渣结晶倾向最弱。随Li2O质量分数从0增至6%，保护渣的结晶孕育时间先延长后缩短。析晶物相由CaAl4O7+CaF2转变为CaAl4O7+CaF2+LiAlO2，Li2O的加入及其含量的提高促进了LiAlO2的析出。此外，随Li2O质量分数从0增至6%，保护渣结晶活化能先增大后减小，析晶过程受到的阻力先增强后减弱，与结晶性能的变化规律相吻合。     

顶渣对帘线钢中夹杂物塑性化的控制

以某钢厂生产的帘线钢铸坯试样为原料,使用硅钼棒炉对其进行顶渣熔炼实验,研究顶渣成分对CaO-Al2O3-SiO2 类夹杂物塑性化的影响。结果表明, 在顶渣碱度为0.8～1.2时,随着顶渣中Al2O3 质量分数的增加夹杂物中的Al2O3 质量分数也随之增加。当顶渣中Al2O3质量分数低于10%时,CaO-Al2O3-SiO2 类夹杂物的成分在塑性区范围,对应的此时钢液中的w［Al］s低于8×10-6。通过控制顶渣的成分可以把CaO-Al2O3-SiO2 类夹杂物的成分控制在塑性区内。