连铸工艺的无氟技术

连铸生产过程中产生的氟主要来源于保护渣。氟的存在除涉及地球环保问题外 ,对连铸本身和设备也有不良的影响 ,因此连铸工艺采用无氟技术是必要的。但是 ,由于结晶器对坯壳的传热控制时不可避免地需要使用枪晶石 ,因此无氟问题一直没有得到解决。连铸无氟技术是以保护渣的最佳粘度和最佳使用量为目的 ,所开发的无氟连铸保护渣使结晶器对坯壳的传热稳定 ,波动小且均匀 ,连铸坯表面质量良好 ,并明显降低了成本。这是由于采用无氟连铸保护渣 ,使二冷水的水处理中和剂成本降低了 90 % ;还由于减轻了对连铸设备的腐蚀 ,使设备维护费用降低 ,喷嘴…     

无氟结晶器保护渣的发展

开发可替代污染环境，侵蚀设备的传统含氟渣的新渣系-连铸结晶器无氟保护渣是保护渣新课题，结晶器无氟保护渣加入氟的替代熔剂，其特性不同于传统含氟渣，而且由于结晶器无氟保护渣对凝固壳的吸热加大了渣圈的形成，因此无氟问题一直没有得到真正解决。本文论述含氟渣的特点及无氟保护渣的发展现状。并就无氟保护渣的研发进行了探讨。     

无氟连铸保护渣有关技术问题的探讨

 综述了国内外无氟连铸结晶器保护渣发展状况，分析了目前高碳钢和包晶钢(特别是亚包晶钢)用保护渣降氟过程中面临的主要问题：高温时粘度 温度特性的稳定性以及保护渣结晶性能的有效控制。在此基础上，提出了连铸无氟保护渣今后研究的方向和重点。     

添加剂对无氟连铸保护渣性能影响的实验研究

在研究了国内外无氟连铸结晶器保护渣发展状况的基础上,优化实验配方,对无氟保护渣的熔化温度、熔化速度和粘度进行了实验研究。通过与传统的板坯连铸保护渣系的对比,实验结果完全满足现代板坯连铸的工艺要求。     

无氟板坯连铸结晶器保护渣的研究

针对无氟保护渣开发的关键问题一一如何有效地控制结晶器传热,发现了一种代替保护渣中枪晶石的析晶物。当析晶替代物加人量大于4％时,随着加人量的增加,熔渣析晶温度和析晶率明显增大,结晶器进出水温差减小。同时,在0～8％的析晶替代物加入量范围内,无氟渣的熔点和粘度变化均满足连铸工艺要求。在重钢2号板坯铸机上浇铸中碳包晶钢结果表明,所开发的无氟保护渣使用效果优于有氟渣。     

连铸保护渣中离子浸出机制及其对水质的影响

从结晶器下口出来的含氟连铸保护渣熔渣与二冷水接触过程中,大量的离子释放到水中导致水质发生改变,呈酸性的二冷水不仅加速了连铸设备的腐蚀,水中大幅增加的F-还会导致水污染。为了研究连铸保护渣熔渣对水质产生影响的机制,通过熔渣水浸实验研究了无氟、低氟和高氟连铸保护渣水浸过程中水质的变化规律。水浸实验结果表明,无氟保护渣熔渣水浸实验过程中水样的pH值在7~10之间;低氟保护渣水样的F-质量浓度为5~7 mg/L,pH值在7~10之间;而高氟保护渣水样的F-质量浓度高达35 mg/L,pH值在4~10之间。保护渣中阳离子通过离子交换溶出导致水样呈碱性,而F-的交换溶出则会导致水样呈酸性,因此,水样的pH值则是由两类离子交换过程共同决定。无氟或低氟保护渣中由于氟的降低而减少了F-的交换溶出,从而抑制了氟造成的水污染及强腐蚀性的酸性二冷水的生成。     

含TiO2无氟保护渣的传热研究及生产实践

在对结晶器无氟保护渣熔粘特性研究的基础上,研究了结晶器无氟保护渣渣膜的传热.即在保护渣熔粘特性的基础上利用添加TiO2来降低和控制铸坯及结晶器之间的热传递.结果表明:采用碱度在0.95～1.05范围内、TiO2含量为2.5%的结晶器无氟保护渣,不仅可保证连铸生产所要求的正常渣耗和结晶器进出水温差,而且铸坯表面质量良好.     

高速连铸用结晶器保护渣的研究

结晶器保护渣在很大程度上决定了钢连铸工艺的稳定性。已采用高温X射线衍射以及保护渣X射线衍射和显微技术研究了致使结晶器保护渣熔化和结晶器渣凝固的工艺。研究发现,在加热期间,某种保护渣在熔化发生前显示出独特的相态关系顺序。在冷却和凝固过程中,会形成一种或多种晶相。在对Corus薄板坯连铸机上获得的渣圈和渣膜进行分析后也证实了这种高温性能方面的发现。最后,本文将结晶器保护渣的详细性能加之一些计算与薄板坯连铸机的工厂数据进行比较。本次研究结果不仅能使我们更好地了解薄板坯连铸机结晶器保护渣的功能,而且还能用于当前或更高铸速的结晶器保护渣的设计指导之中。     

结晶器保护渣工艺性能的控制

1　前　言目前已有文献注重正在凝固的液态渣的性能。结晶器保护渣熔化行为的传统数据 (即软化温度、熔化温度和流动温度 )似乎应该用凝固温度的实测值和液态渣的结晶趋势来代替。这些特性是控制铸坯坯壳和结晶器壁之间润滑及传热的重要参数。因此 ,在钢种和操作参数方面 ,最佳的保护渣凝固温度和渣膜中结晶相的数据是开发或选择合适的结晶器保护渣的基本步骤。　　2　结晶器保护渣的物化特性和工艺性能　　结晶器保护渣的物化特性对如下两个基本过程产生很大影响 ,从而对工艺特点产生很大作用。这两个基本过程是 :( 1 )对初生坯壳的润滑 ;(…     

连铸结晶器润滑监控装置

据“Trans.ISIJ”,1986:26(11)报道,连铸采用高拉速时,由于结晶器内凝固坯壳的厚度较薄,所以很可能使铸坯产生拉漏和表面缺陷。因此,对于连铸高拉速结晶器润滑的最佳选择非常重要。在连铸时,根据凝固坯壳和结晶器之间的摩擦力,研制了测定结晶器润滑的监控装置。     

高速连铸中用静态磁场控制结晶器技术的发展

高速连铸中用静态磁场控制结晶器技术的发展［日］ＫａｚｕｈｉｒｏＫａｒｉｙａ１前言近年来，对冷轧板质量要求更加严格。它要求消除炼钢工艺所引起的表面和内部缺陷。缺陷来源于在连铸结晶器内，卷入铸坯凝固壳的三氧化二铝夹杂、保护渣和为了防止水口堵塞而吹入浸入式...     

高速连铸结晶器内凝固传热行为及其均匀性控制

从分析高拉速包晶钢板坯连铸结晶器内凝固传热行为特征入手,首先阐明拉速对结晶器内的界面热阻、凝固坯壳的温度与应力分布的影响规律,研究发现拉速超过1.6 m·min?1时,界面热阻明显增加,拉速由1.4 m·min?1提升至1.6 m·min?1和1.8m·min?1时,出结晶器坯壳厚度相应减少约10%,其发生漏钢的危险不断增加;在此基础上,阐述了结晶器的内腔结构、保护渣、振动与液面控制等控制结晶器内坯壳凝固均匀性的相关技术。要实现高速连铸,首要应考虑结晶器内腔结构的优化设计,使其能更好地迎合凝固坯壳的生长,研制适合包晶钢等凝固特点的专用连铸保护渣至关重要,铸坯鼓肚控制也是保障高拉速液面稳定的关键。      

连铸结晶器保护渣稳态润滑作用的简化数学分析

根据Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，并作若干简化假设，建立了描述连铸结晶器内保护渣润滑作用的数学模型。结合凝固规律可以预测结晶器保护渣物理性能和连铸工艺条件对润滑层厚度、保护渣消耗量、拉坯阻力和结晶器内传热的影响。     

连铸漏钢原因分析

通过对某厂连铸漏钢时结晶器内残留坯壳的剖析和工艺分析,查明漏钢的原因是结晶器内卷渣造成局部坯壳过薄,该处坯壳在拉出结晶器后被撕裂所致.采用预熔性保护渣并改善工艺操作后避免了漏钢事故的发生.     

连续铸钢结晶器与保护渣渣膜间的界面热阻

结晶器弯月面附近凝固坯壳与结晶器间的传递在连铸产品表面裂纹的形成中起着重要作用,保护渣膜与铜结晶器壁间的界面热阻对热传递影响很大,因此,建立一个由坯壳、保护渣膜和铜壁组成的模型模拟连铸中结晶器弯月面附近的热传递。通过测量模拟器铜模内的梯度确定热阻,以前的研究认为,界面热阻与渣膜厚度无关,而经研究发现,界面热阻随潭膜厚度增加而增加,界面热阻点热传递总热阻的５０％,对于相同潭膜厚度的保护渣,当浇注结晶     

薄板坯连铸结晶器内腔形状的优化

以薄板坯连铸机的结晶器为研究对象，利用计算机仿真技术，在不同结晶器图形方案下系统地比较了结晶器伸入式水口、钢液流动及传热、保护渣、凝固坯壳应力对薄板坯连铸工艺的顺行和铸坯质量的影响；并提出了薄板坯连铸机适宜的结晶器内腔形状以及与之相适应的伸入式水口结构形状。该研究结果为进一步优化薄板坯连铸结晶器内腔形状及工艺参数提供了依据。     

结晶器保护渣粘度的测量

在过去几十年里,连铸是铸钢过程中的主要生产工艺流程。在此工艺过程中,结晶器保护渣在结晶器和坯壳之间起到润滑作用,保证连铸过程顺利地进行,同时保证铸坯质量。结晶器保护渣粘度是确定最佳浇铸条件的关键参数。为了确定结晶器保护渣的粘度参数,早期进行了几个试验研究,工业用渣以及合成渣的成分接近于工业用结晶器保护渣。然而,随着新钢种的不断更新,需要更多的洁净钢生产工艺操作,在生产中使用的结晶器保护渣,一般观察到Al2O3含量大约为2％-4％,由于这个原因,本文对瑞典钢厂使用的结晶器保护渣粘度开始进行试验性地研究,并且同时研究了氧化铝的溶解对其产生的影响,讨论了本研究中测量结晶器保护渣粘度的工业涵义。通过旋转圆筒式方法测量了连铸生产工艺中使用的结晶器保护渣粘度。本研究采用了7种工业用结晶器保护渣,对应的7种不同化学成分,也研究了结晶器保护渣中Al2O3含量的影响。甚至加入相对较小数量的Al2O3,也会对保护渣粘度产生较大的影响,测量温度范围从1373K到1673K。     

向薄板坯连铸机结晶器提供钢水的初步模型

在普通连铸中，浸入式水口（ＳＥＮ）和结晶器中的液流对产品质量是至关重要的，在薄板坯连铸机中，由于注速高，结晶器的长宽比大，因此向其提供钢水更加复杂。这可能带来许多附加的问题，如凝壳生长的均匀交性，表面紊流，结晶器的保护渣夹带，杂上浮以及弯液在宽面凝固等问题。     

连铸坯凝固过程热力耦合有限元模拟

 以铸坯和结晶器之间的间隙热阻为纽带,考虑保护渣凝固对接触热阻和渣膜热阻的影响,建立了连铸结晶器与铸坯热力耦合模型并编写了相应的有限元仿真程序。模型预测的坯壳厚度和实验结果吻合良好,两者差值≤2 mm。应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布。结果表明,随着拉速提高,凝固坯壳厚度减薄,铸坯产生角部裂纹的趋势增加。     

包晶钢连铸坯表面纵裂与保护渣性能选择

 某钢厂宽厚板250 mm×1 820 mm连铸机使用包晶钢类型MB-59型保护渣生产[w(C)]为0.120%～0.150%钢种时,连铸坯表面出现大量纵向裂纹与皮下裂纹缺陷。通过提高保护渣碱度,降低保护渣黏度,改善铸坯坯壳与结晶器壁之间渣膜传热等技术措施,使铸坯的表面裂纹与皮下裂纹缺陷得到了有效控制。同时,对浇注[w(C)]为0.090%～0.120%钢种时采用MB-59型保护渣连铸坯表面无裂纹的原因进行了探讨分析,认为由于选分结晶,优先凝固的坯壳中碳质量分数低于钢液原始碳质量分数,使优先凝固的坯壳中[w(C)]实际已经小于0.090%,不再属于裂纹敏感性强的包晶钢范围,因此表面质量较好。