结晶器保护渣对300mm×360mm低碳钢连铸坯表面质量的影响和成分优化

钢厂使用原保护渣[/%:25.64CaO,22.72SiO₂,5.69MgO,8.29Al₂O₃,11.87(Na₂O+K₂O),5.49CaF₂,5.10BaO]生产的300mm×360 mm低碳钢连铸坯表面易产生网状裂纹。通过分析保护渣润滑性能与铸坯冶金质量之相关性和研究碱度、MgO和Al₂O₃对保护渣熔点的影响,CaF₂和碱土金属化合物含量对保护渣粘度影响,优化了保护渣的成分[/%:22.06CaO,23.63SiO₂,4.76MgO,8.29Al₂O₃,11.90(Na₂O+K₂O),2.32CaF₂,4.18BaO],应用结果表明,使保护渣液层的厚度由原保护渣的6~7.5 mm提高到7~10 mm,完全消除了连铸坯的网状裂纹。     

超低碳钢AISI 1006铸坯夹杂物的分布及工艺改进

为研究90 t BOF-RH-LF-CC流程生产的超低碳钢AISI1006夹杂物控制情况,通过对200 mm×200 mm铸坯横断面不同位置夹杂物进行统计分析,结果表明：钢中小颗粒夹杂占比较大,尺寸5～10μm的夹杂物占比达到91.0%,10～13μm的占比3.6%,13μm以上占比5.4%。尺寸较大夹杂主要分布于铸坯中心。在铸坯1/4边长处夹杂物分布最多,其次是近中心处,铸坯近表面处夹杂物最少。铸坯内夹杂物主要为Al₂O₃、Al₂O₃·CaO·(CaS·MnS)、Al₂O₃·CaO·MgO·(CaS·MnS)、MgO·Al₂O₃·(CaS·MnS)复合夹杂物,为内生夹杂物。开展工艺优化改进,RH高真空保持时间控制在15 min以上,LF精炼做好脱氧造渣及脱硫,精炼时间控制在90 min以内,精炼终渣碱度在6～7,出站前喂入硅钙线进行变性处理,软吹时间控制在25 min以上,连铸做好保护浇注,中间包开大氩气流量吹...     

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。     

无自由碳保护渣在冷镦钢模铸上的应用

为减少0.03%～0.07%C冷镦钢10.3 t模铸锭的增碳,开发了不添加炭素材料保护渣,主要成分(%)为TC 1.10～1.22,Al₂O₃ 5.03～5.62,Na₂O 3.29～3.40;CaO/SiO₂=0.55～0.58。该保护渣具有高的熔化温度(1 300℃),高粘度(1 500℃,1.5 Pa·s),低容重(0.38～0.40 g·cm^-3),因此能降低保护渣的熔化速度(1 500℃,5.70～5.96 g/min)。生产试验表明,钢坯增碳发生率≤5%。     

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。     

B2O3对低氟结晶器保护渣理化性能的影响

研究了氟含量1.9%的保护渣系(%:27～30CaO、30～33SiO₂、2～3Al₂O₃、2～3MgO、10～12R₂O、1～2Fe₂O₃、4～5C粉、2Li₂O、4CaF₂、0～8B₂O₃)的理化性能。结果表明:随着渣中B₂O₃含量的增加,保护渣熔点、析晶温度、粘度均降低,但B₂O₃含量超过6%以后,对保护渣牯度几乎没有影响;B₂O₃含量为2%～4%时,表面张力较低,有利于结晶器内钢液中夹杂物的上浮排除,得到洁净铸坯。     

Cr13型马氏体不锈钢方坯连铸保护渣的开发

针对特钢厂4机4流连铸机生产的2Cr13、3Cr13、4Cr13铸坯表面凹陷、纵裂缺陷进行分析和研究，通过工艺措施解决了Cr13型马氏体不锈钢铸坯的表面凹陷和纵裂问题。采用预熔型保护渣，其中SiO₂和CaO均为28%～31%、Al₂O₃为6%～9%、Na₂O为7%～10%、F-为3%～6%，以及综合配碳，尤其是增加炭黑的加入量，总C含量为15%～18%。保护渣碱度控制在1.0左右，熔化温度为1130～1150℃，1300℃时黏度为0.40～0.55 Pa·s；保护渣转折温度为1140～1180℃，结晶率约为48.8%。控制中间包内2Cr13钢液过热度≤30℃，3Cr13和4Cr13钢液过热度≤35℃；连铸过程中采用自动加渣方式，控制适宜的渣层厚度并保持液面稳定。     

高品质低碳钢板坯连铸保护渣降Li2O的探索

Li₂O能有效改善连铸保护渣的熔化和流动性能,常用于高品质低碳钢板坯连铸保护渣的重要助熔剂。然而,近两年受下游需求强劲的影响,碳酸锂价格持续走高,增加了连铸坯生产成本。首先开展实验室研究,重点讨论了不同碱度下Li₂O对保护渣黏度和熔化温度的影响;然后分阶段开展了4轮工业试验,试验评价效果包括,结晶器铜板热电偶温度和摩擦力曲线,吨钢渣耗量和铸坯表面质量。实验室研究结果表明,当碱度为0.65～1.25时,随着Li₂O含量的增加,保护渣的熔点和黏度均呈现出降低的趋势,且黏度降低的幅度较明显。为了保证连铸顺行以及低碳钢铸坯表面质量,降低Li₂O的同时需要调整渣中Al₂O₃、Na₂O和F^-的含量,以达到协调熔渣的熔化和流动性能以及吸收Al₂O₃夹杂后性能的稳定性。优化渣的碱度为0.98、黏度为0.26 Pa·s、熔点为1 130℃,均在低碳钢保护渣性能要求范围内。原保护渣与优化渣...     

X1215易切削钢结晶器保护渣的开发和应用

根据炼钢厂现有结晶器保护渣FRK-2和FRK-49性能分析的结果,以FRK-2保护渣(/%:32.68SiO₂、24.42CaO、3.30MgO、9.52Al₂O₃、5.40Na₂O、3.10Fe₂O₃、3.59F^-、12.60C)为基础开发了较高碱度,保温效果好,较低粘度,有一定还原性以降低弯月面处S和O含量,并避免卷渣的X1215易切削钢(/%:0.06～0.09C、≤0.10Si、1.20～1.50Mn、0.08～0.10P、0.30～0.50S)150 mm×150 mm铸坯连铸结晶器保护渣。生产结果表明,保护渣性能达到X1215低碳高硫易切削钢的生产要求;连铸坯合金元素偏析度均为0.90～1.10,S和Mn偏析度分别为0.95～1.05和0.98～1.03,连铸坯内部质量良好。     

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。      

高铝奥氏体无磁钢20Mn23Al2V板坯连铸结晶器保护渣的研究

浇铸过程无磁钢20Mn23A12V(/%:0.14~0.20C、≤0.50Si、21.5~25.0 Mn、1.50~2.50Al、0.04~0.10V)中的Al-[Al]易与保护渣中的SiO₂-(SiO₂)反应,导致结晶器保护渣变性,要求低碱度、低Al₂O₃的保护渣;并且该钢合金元素含量高,液相线温度低,要求低熔化温度的保护渣。设计了3种低碱度(0.55~0.61)、低熔化温度(904~1 015℃)的结晶器保护渣(/%:20.2~24.4CaO、35.3~40.0SiO₂、2.2~4.1Al₂O₃、3.0~5.0B₂O₃),经25 t中间包,200 mm×1 260 mm板坯连铸试验。结果表明,5.0%B₂O₃,碱度0.50~0.60、熔化温度1 010℃、粘度0.215Pa·s的无磁钢20Mn23Al2V保护渣在0.60~0.65 m/min拉速下能较好的满足连铸工艺要求。      

100 t EAF-LF-VD-CC流程生产SK5弹簧钢的工艺实践

SK5 弹簧钢(/% ：0. 75 ~0. 84C, ≤0. 35Si, ≤0. 40Mn, ≤0. 035P,≤0.030S)经 100 t EAF-LF-VD-CC 流程生产。通过EAF出钢加硅镒合金和铝铁进行预脱氧,LF精炼过程添加80~150 kg铝镁钙和少量硅锭合金进行复合铝脱氧,精炼渣碱度11.13,(CaO)/(Al₂O₃) =4. 98等工艺措施,脱氧效果较明显,铸坯中平均全氧含量达到 11 x 10^-6项,铸坯中氮含量达到35 x 10^-6。冶炼过程夹杂物种类按纯Al2O3＞硫化物一'MgO - A12O3 - CaO—MgO •Al₂O₃ • CaO • SiO₂变化,铸坯中夹杂物主要为CaO-A1₂O₃ • SiO₂ - MgO系,其塑性化程度可通过调整精炼渣成分、降低精炼渣熔点实现进一步优化。     

70 t LD-LF-VD-CC流程生产耐候钢S355J2的工艺实践

耐候钢S355J2(/%:0.07~0.12C,0.25~0.40Si,1.0~1.3Mn,≤0.015P,≤0.008S,0.25~0.40Cu,0.35~0.50Cr,0.10~0.25Ni,0.025~0.040Nb,0.025~0.050Als)的冶炼流程为70 t LD-LF-VD-280 mm×320 mm坯CC工艺。通过控制LD终点[C]≤0.07%,终点[P]≤0.014%,转炉下渣量≤2 kg/t和LF精炼渣碱度R≥3.0,(Al₂O₃)=20%等工艺措施,铸坯的T[O]为22×10^-6,夹杂物平均直径为4.6μm,5μm以下夹杂物比例在97.5%以上。连铸过程采用R=1.02,6.9%(B₂O₃+Li₂O),5.4%MgO和7.6% Al₂O₃的含氟保护渣,连铸坯表面震痕较浅,表面无清理率达到95.17%。连铸坯缩孔、疏松≤1.0级,角部、边部和中心裂纹为0级,满足连铸坯质量的控制要求。     

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。     

E355S含硫钢水口堵塞分析和工艺改善

针对钢厂生产含硫钢(0.10%～0.21%C,0.010%～0.050%S)出现的水口堵塞问题,利用SEM和EDS对各关键工艺流程钢样和水口堵塞样进行全面分析,结果表明:各流程钢样中粒径小于10μm的夹杂物均占94%以上,单位面积夹杂物个数随工艺流程的进行呈先降低后增加的趋势。夹杂物类型主要有CaS、CaO-MgO、MnS、MgO-Al₂O₃、Al₂O₃、CaO-Al₂O₃、CaO、CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂物等;水口堵塞物主要由FeO、Al₂O₃、MgO·Al₂0₃、CaO·Al₂0₃、CaO·2Al₂0₃组成。通过电弧炉出钢前向钢液喷吹一定量的焦炭粉,控制精炼渣中(FeO)≤1.50%、碱度2.0～4.0以及采取合适的钙处理和分...     

铝镇静钢连铸保护渣对Al2O3夹杂物的吸收能力

釆用Al₂Q₃溶解速率测定仪测定了 CaO-SiO₂-Na₂O-CaF₂-Al₂O₃-MgO连铸保护渣系的抱@溶解 速率。通过建立Al₂O₃溶解速率和渣成分关系的回归正交设计模型,精确预测铝镇静钢连铸保护渣的夹杂物 吸收能力,并通过建立的非线性规划模型对该保护渣进行优化设计。结果表明,在CaO/SiQ = 1.15,Na₂CO₃0.0%,CaF₂ 20.0%,2.0%, MgO 8.0%时,连铸保护渣的溶解速率的最大值为1.73 x 10^-3 kg·m^-2 ·s^-1     

Q345E钢0800 mm铸坯表面网状裂纹的分析及控制措施

采用金相显微镜和扫描电镜分析了Q345E钢Φ800 mm铸坯（/%:0.15C,0.27Si,1.37Mn,0.009P,0.001S,0.03Nb,0.04V,0.030A1,0.008 ON）表面网状裂纹,得出结晶器壁和凝固坯壳之间保护渣膜厚度不均匀,使坯壳局部受挤压,产生凹坑,冷却速度降低,产生热应力裂纹。通过将保护渣碱度（CaO）/（SiO₂）从1.03提高到1.15,熔点从1 235℃降至1 210℃,1 300℃粘度从0.87 Pa·s提高到1.10 Pa·s,使Φ800 mm连铸坯表面凹坑和网状裂纹的发生率从原60.5%降至0.5%以下。