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。     

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。     

CaO-SiO2-Al2O3-Na2O-CaF2固态渣系的再结晶性能

 含铝钢连铸时,钢水中的铝与保护渣中SiO2反应导致保护渣中Al2O3含量增加而SiO2含量减少,导致保护渣的热物理性能发生变化,从而影响了铸坯的质量。在以前的研究基础上使用X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DTA)以及扫描电镜(SEM)研究了高铝保护渣固态渣膜的结晶行为与晶体显微结构的变化规律。结果表明,高铝保护渣中CaF2的析出主要是因为SiO2含量的减少和Al2O3含量的增加导致大量的Ca2+的功能由电荷补偿变为网络修饰体,温度降低时CaF2首先析出;随着保护渣中Al2O3含量的增加,在同一加热速率下析晶温度升高;当保护渣中Al2O3含量较少时,析出晶体为枪晶石(Ca4Si2O7F2)和少量的CaF2,当Al2O3含量大于5%(质量分数,下同)时,霞石(NaAlSiO4)进一步析出,且随着Al2O3含量的增加,析出晶体的尺寸减小。     

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.     

高铝钢用低反应型保护渣成分对其黏度的影响

摘要：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(SiO2)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/Al2O3、B2O3、Na2O、Li2O和CaF2在CaO Al2O3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。     

高铝钢连铸保护渣性能的控制

 高铝钢连铸过程中,钢渣反应将导致连铸保护渣成分和性能发生较大的变化。论文从热力学方面分析了高铝钢钢渣反应特性,计算结果表明为了减少渣中SiO2的还原,应控制渣中的SiO2含量,此外,在连铸保护渣中配加MnO能抑制渣中SiO2的大量还原;同时采用高碱性高玻璃化连铸保护渣理论保证熔渣在钢渣反应和吸收Al2O3夹杂后性能的稳定性。在此基础上,进行了工业性试验,结果表明：高铝钢连铸保护渣吸收夹杂物后熔点和粘度变化不大,铸坯表面和皮下质量良好,完全满足高铝钢浇铸要求。     

稀土处理钢保护渣的研究与应用

减少保护渣中的Na2O、SiO2而增加Al2O3,以减少RExOy的产生;增加B2O3组元作助熔剂,并且提高溶解RExOy的能力.试验结果表明,浇铸09CuPTiRE钢保护渣使用状况良好,铸坯表面无纵裂纹等缺陷,没有发生漏钢事故;熔渣中RExOy含量3.4%,99%为玻璃相.     

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。     

CaO-SiO2-Na2O-CaF2-Al2O3-MgO渣系的结晶温度

通过差热分析仪测定了CaO-SiO2—Na2O-CaF2—Al2O3—MgO系连铸结晶器保护渣的结晶温度。在本实验渣系条件下，连铸保护渣的结晶温度随着渣中CaO／SiO2值、Na2CO3含量、CaF2含量和MgO含量的增加而升高，随着渣中Al2O3含量的增加而降低。化学成分通过改变粘度，来影响晶核形成速度和晶体成长速度，从而决定了连铸保护渣的结晶性能。结晶温度随着保护渣粘度的降低而升高。     

BOF-LF-RH-CC流程生产38CrMoAl钢关键技术研究

38CrMoAl钢由于钢中[Al]含量极高(w([Al])为0.7%~1.1%),在连铸过程中容易导致水口的堵塞,同时在传统的高SiO2熔渣条件下,钢渣反应将导致钢水成分和熔渣性能发生较大的变化,恶化钢的洁净度。从热力学方面分析了高铝钢钢渣反应特性,得到了适合高铝钢的精炼渣和中间包保护渣成分控制目标,使钢中[Si]得到准确控制,钢的洁净度达到较高水平;同时采用高碱性高玻璃化连铸保护渣理论保证了熔渣吸收Al2O3夹杂后性能的稳定性。工业性试验结果表明:高铝钢铸坯平均w(T[O])<0.0012%,w([S])<0.003%,铸坯表面和皮下质量良好,完全满足用户要求。     

Characteristics of Heat Flux Through Slag Film of Mold slag Used for High Al-TRIP Steel Casting

 Due to its high content in the Al-TRIP steel, [Al] reacts with (SiO2) in the mold slag during the casting process, which results in the increase of w(Al2O3)/w(SiO2) ratio and the Al2O3 content, respectively, the characteristic of heat transfer through the slag film is then changed, which effects the smooth operation of the continuous casting process. In this paper, the mold slag simulator was used to study the change tendency of the heat flux density through slag film and the results were discussed, at the same time, the crystals in the 15# slag were characterized by BSE and XRD. The results obtained show that:(i) Heat flux density decreases with the increase of w(Al2O3)/w(SiO2) ratio; (ii) Heat flux density increases with the increase of Li2O and/or B2O3 content in the mold slag which contain 30% Al2O3; (iii) Compared with the heat flux density of common slag of peritectic steel, an appropriated mold slag contain 4% B2O3 and 4% Li2O is designed. The heat flux density is 0.645MW&#8226;m-2 when w(Al2O3)/w(SiO2)=1.46. (iv) In the equilibrium state, mold slag used for Al-TRIP steel precipitates CaF2 crystals.     

Behavior of Mold Slag Used for 20Mn23Al Nonmagnetic Steel During Casting

 Because of the addition of signi&#64257;cant quantities of Al and Mn, the great challenge of casting 20Mn23Al non-magnetic steel is to design a mold slag that is chemically compatible with this steel chemistry. In this paper, a new mold slag with low melting point, low basicity was proposed. The initial slag (the base mold slag) and two corresponding spent mold slag (8min slag and 15min slag), which was sampled from the caster after 8 minutes and 15minutes of casting, were investigated, the changes of mold slag composition and properties of molten slag were discussed. The results showed that:(i) The slag quickly changed in chemistry to a slag that contained a low quantity of silica and a higher quantity of alumina, and the basicity increased obviously; (ii) Heat flux density through the slag film decreased appreciably with the time increase; (iii) Mold slag used for non-magnetic steel precipitated CaF2 crystals; (iv) The slab has good surface quality with not occurrences of longitudinal face cracks and slag inclusions; (v) The Al2O3 content in the molten slag pool increased with time, and Al2O3 concentration of the pool can be regarded as being in a practically equilibrium state after about 600sec.     

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℃。     

Properties of High Basicity Mold Fluxes for Peritectic Steel Slab Casting

 In high speed continuous casting of peritectic steel slabs, mold fluxes with high basicity are required for less surface defect product. However, the basicity of remaining liquid slag film tends to decrease in casting process because of the crystallization of 3CaO·2SiO2·CaF2. Thus, a way is put forward to improve mold fluxes′ properties by raising the original basicity. In order to confirm the possibility of this method, the effect of rising original basicity on the properties of mold fluxes is discussed. Properties of high fluorine based mold fluxes with different basicities and contents of CaF2, Na2O, and MgO were measured, respectively. Then, properties of higher basicity mold fluxes were discussed and compared with traditional ones. The results show that increasing the basicity index can improve the melting and flow property of mold fluxes. With the increasing basicity, crystallization rate of mold fluxes increases obviously and crystallization temperature tends to decrease when the basicity exceeds 1.35. The method presented before is proved as a potential way to resolve the contradiction between horizontal heat transfer controlling and solidified shell lubricating for peritectic steel slab casting. But further study on improving the flow property of liquid slag is needed. This work can be used to guide mold fluxes design for high speed continuous casting of peritectic steel slabs.     

CaO-Al2O3基高铝高锰钢保护渣理化性能研究

以L25(65)正交试验为基础配置CaO-Al_2O_3基保护渣,研究了不同组分对高铝高锰钢保护渣理化性能的影响。结果表明,不同组分对CaO-Al_2O_3基连铸保护渣熔化温度的影响均是随其含量的增加,熔化温度降低,对熔化温度影响的主次顺序为Li_2ONa_2OB_2O_3BaOCaF_2MgO;各不同组分在一定含量范围内,对CaO-Al_2O_3基连铸保护渣黏度整体上均有降低的作用;结晶难易程度由难到易的顺序依次为3#、4#、23#、19#、20#及5#保护渣;利用热力学软件计算得到冷却析出物质中,大部分都含Ca_3B_2O_6,而该物质熔点比较低,且玻璃形态好,不易结晶,可以满足部分高铝高锰钢连铸使用要求。     

钢包铸余渣作为转炉脱磷助熔剂理论及实践

针对铝酸钙系精炼钢包铸余渣代替萤石作为转炉助熔剂对脱磷效率的影响,首先利用Factsage热力学软件对比计算分析了Al2O3、CaF2作为转炉炉渣助熔剂,对脱磷产物活度及磷容量的影响规律,并在实验室硅钼炉上对脱磷效率影响规律进行了对比研究。在此基础上,研究了精炼钢包铸余渣代替萤石的替代比例及应用效果。结果表明,分别以Al2O3、CaF2作为转炉脱磷助熔剂时,二者对炉渣碱度的控制要求相当;CaF2的助熔能力明显强于Al2O3,而Al2O3能降低脱磷产物的活度,增加炉渣磷容量,相比CaF2对脱磷反应具有热力学优势;w((Al2O3))为5.0%～9.0%的炉渣达到的脱磷效率,与w((CaF2))为3.0%～6.0%时相当;用武钢铝酸钙系钢包精炼铸余渣代替萤石作为转炉炼钢脱磷助熔剂,其与萤石的替换比例为2.5∶1,冶炼过程炉渣熔化良好,转炉终点钢水脱磷率提高3.0%左右。