Q235B和Q345B钢板坯保护渣渣膜显微结构的对比分析简

 保护渣渣膜的矿相结构是影响其传热与润滑性能的重要因素之一,偏光显微镜下对唐钢中厚板公司Q235B和Q345B板坯保护渣渣膜的矿相结构进行了系统研究。结果表明,Q235B板坯正常渣膜的结晶矿物主要为黄长石、枪晶石和硅灰石,结晶率高达90%~95%;Q345B板坯正常渣膜的结晶矿物中却没有硅灰石生成,并且结晶率也相对较低为35%~65%。对事故渣膜的研究发现,Q235B板坯出现纵裂对应的事故渣膜的突出特点是结晶率为65%~70%,较正常渣膜偏低;而Q345B板坯出现夹渣对应的事故渣膜与正常渣膜的最大区别是枪晶石晶体大量析出,并且结晶率异常升高至95%以上。     

Q235B和Q345B钢板坯保护渣渣膜显微结构的对比分析

保护渣渣膜的矿相结构是影响其传热与润滑性能的重要因素之一,偏光显微镜下对唐钢中厚板公司Q235B和Q345B板坯保护渣渣膜的矿相结构进行了系统研究。结果表明,Q235B板坯正常渣膜的结晶矿物主要为黄长石、枪晶石和硅灰石,结晶率高达90%~95%;Q345B板坯正常渣膜的结晶矿物中却没有硅灰石生成,并且结晶率也相对较低为35%~65%。对事故渣膜的研究发现,Q235B板坯出现纵裂对应的事故渣膜的突出特点是结晶率为65%~70%,较正常渣膜偏低;而Q345B板坯出现夹渣对应的事故渣膜与正常渣膜的最大区别是枪晶石晶体大量析出,并且结晶率异常升高至95%以上。     

Q235B板坯连铸保护渣性能及渣膜结构研究

针对Q235B板坯连铸过程中出现的铸坯质量问题,检测了现场保护渣的物化性能,并结合现场铸坯质量情况,对渣膜的矿相结构进行了系统研究。结果发现该钢种保护渣的熔化温度和黏度较中碳包晶钢的理论值偏低,正常渣膜与事故渣膜的矿相结构也存在较大差异;正常渣膜中结晶率均达到90%以上,结晶矿物主要为黄长石、枪晶石和硅灰石;而板坯出现纵裂对应的事故渣膜的突出特点是,结晶率下降至65%~70%;出现粘结漏钢事故的渣膜中,虽然结晶率达到90%以上,但有枪晶石晶体大量析出。进一步结合Q235B板坯连铸工艺和保护渣的化学成分,分析了渣膜结构异常及板坯表面质量缺陷产生的原因。     

包晶钢薄板坯保护渣渣膜矿相结构特征及形成机理

针对包晶钢薄板坯连铸过程中常出现的表面纵裂问题,系统研究了现场渣膜的分层结构、矿相组成和结晶率;并结合现场保护渣成分,模拟渣膜矿物相的析晶过程,查明了渣膜矿相结构对铸坯表面纵裂的影响机理。结果表明,包晶钢薄板坯现场渣膜的厚度和结晶率存在明显差别,结晶矿物的形态、粒度及含量也略有不同,但矿相的分层结构具有一致性;玻璃层一般分布在靠铸坯侧,枪晶石在靠近结晶器侧形成,与黄长石和硅灰石之间存在明显界线。对有纵裂纹铸坯的渣膜研究发现,渣膜中结晶率为60%~65%,枪晶石和黄长石质量分数都是20%~25%,较正常渣膜偏低,这在一定程度上降低了渣膜的热阻能力,使其无法正常对传热速度及均匀性进行控制,可能是导致铸坯表面出现纵裂的直接原因。     

低合金钢保护渣渣膜矿相结构对铸坯质量的影响

针对唐钢中厚板材有限公司低合金钢Q345B连铸过程中出现的铸坯质量问题,系统研究了现场结晶器内渣膜的结构、矿相组成和结晶率;并结合现场铸坯质量,分析渣膜的润滑与传热性能,确定了适用于低合金钢Q345B板坯连铸生产较合理的矿相结构特征.结果表明,低合金钢Q345B的渣膜应为两层结构或多层结构,结晶层和玻璃层交替出现;主要结晶矿物为枪晶石和黄长石,在结晶过程中没有偏向性析出;有较多的玻璃相生成,结晶率相对较低,在35 ％～65％.为更好地保证铸坯质量,针对唐钢中厚板坯Q345B的连铸生产,建议在现用的保护渣原渣中适当提高Fe2O和MgO的含量,同时还要调整好现场的浇铸工艺和操作条件.     

矿物原料对连铸保护渣渣膜结晶矿相的影响

针对包晶钢铸坯表面时常出现质量缺陷的问题,根据包晶钢板坯连铸用保护渣组分范围,在实验室以水泥熟料和硼砂为基料,分别调配矿物原料石英、硅灰石、萤石、纯碱含量进行配渣,系统分析矿物原料对保护渣渣膜结晶矿相的影响,为合理选择保护渣以改善铸坯表面质量提供依据。结果表明,各系列试验渣渣膜结晶矿相均由硅灰石和枪晶石组成,各渣膜结晶率均达55%以上。保护渣中石英(6%~24%)、硅灰石(11%~19%)配加量增多,均使渣膜黏度、热流密度升高,促进渣膜中硅灰石大量生成;萤石(8%~16%)、纯碱(10%~18%)含量增加,液渣黏度降低,促使渣膜中枪晶石大量析出,利于渣膜控制传热。但当石英(≥22%)、硅灰石(≥17%)配加过量时,硅灰石大量析出,枪晶石显著减少至含量为零;反而当萤石(≥14%)、纯碱(≥16%)配加过量时,枪晶石大量析出,硅灰石不析出。     

萤石对保护渣黏度及结晶矿相的影响

在对现场保护渣及渣膜矿物成分的研究基础上,对萤石单矿物与保护渣黏度及凝固渣样结晶率、矿物成分之间的关系进行了分析。结果表明,现场保护渣矿物成分主要为硅灰石、石英、萤石和苏打;正常渣膜中矿物成分以黄长石为主,结晶率在90%以上。随萤石单矿物含量的增加,保护渣黏度降低,随测试温度的降低,保护渣黏度升高。不同萤石矿物自制凝固渣中物相组成为黄长石、枪晶石和玻璃相;萤石可促进枪晶石的生成,抑制黄长石的形成;随着萤石含量的增加,渣样中结晶率升高,但萤石质量分数小于10%时,增加幅度较小。     

低碳钢连铸保护渣固态渣膜显微结构分析

研究了低碳钢铸坯出现事故时以及调整保护渣化学成分后两种渣膜的显微结构,分析了事故原因,并提出通过控制固态渣膜的结构和结晶矿相来提高渣膜的润滑和传热性能,改善铸坯质量.低碳钢连铸保护渣应具有好的导热性和低的结晶率,所以应降低渣膜结晶率,增大玻璃化倾向,并且要避免钾钠长石、斜长石、霞石、枪晶石等高熔点矿物析出,从润滑性和导热性统一优化考虑,出现硅灰石、黄长石是比较好的.加入B2O3和LiO2后,渣膜中晶体尺寸减小,玻璃化倾向增大,使铸坯质量明显改善.     

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。     

唐钢中厚板厂连铸保护渣结晶器渣膜矿相分析

为改善唐钢中厚板厂船板钢的浇铸条件以及铸坯质量,将现场所用保护渣A进行调整形成保护渣B。基于相图平衡计算,采用光学显微镜对保护渣A和B在结晶器内的渣膜进行观察,研究渣膜结构对保护渣润滑和传热的影响机制。结果表明,保护渣A析晶温度和析晶率较高,析晶矿相主要为导热系数大的黄长石,渣膜中存在不均匀分布的气孔,使得铸坯向结晶器传热较快且不均匀,并恶化铸坯润滑,导致发生黏结漏钢,且铸坯出现裂纹,轧材合格率为98.73%。而保护渣B析晶温度和析晶率相应有所降低,渣膜结构分层明显,存在玻璃层,析晶矿相有适量导热系数小的枪晶石,有少量气孔,能有效控制铸坯向结晶器壁的均匀传热,并保证润滑铸坯,避免了黏结漏钢,且显著减少了铸坯裂纹率,轧材合格率为99.65%。     

硅灰石对连铸保护渣结晶性能的影响规律

以水泥熟料、工业矿物为主要原料,实验室配制保护渣,运用工艺矿物学方法,研究硅灰石对保护渣结晶性能及对应渣膜矿相结构的影响规律。结果表明:同一冷却速率下,随硅灰石含量的增加,试验渣的结晶温度逐渐降低;硅灰石每增加2%,临界冷却速度平均下降2℃/s;结晶孕育时间随硅灰石含量的增加而延长,利于铸坯的润滑。试验渣中硅灰石为11%~19%时,对应渣膜的结晶率均在80%以上,结晶矿物为枪晶石和硅灰石;原料中硅灰石11%~15%时,渣膜中两种结晶矿物的含量相当;硅灰石≥17%时,渣膜主要析出硅灰石,枪晶石含量明显减少,黏度增加幅度不大,但热流密度显著增大,不利于控制传热。为达到保护渣传热与润滑的统一,建议保护渣中硅灰石含量不大于15%。     

氟离子对保护渣传热和渣膜矿相结构的影响

连铸过程中保护渣的渣膜结构及结晶器传热情况对铸坯质量有重要影响,试验采用高温导热系数测定装置及结晶器渣膜黏度和热流模拟测试仪,研究不同F~-配加量渣膜的高温导热系数和矿相结构。结果表明:随F~-含量(4.22%~13.33%)的增加,渣膜的导热系数逐渐减小,对应的渣膜结晶率逐渐增大,且试验渣膜结晶率均较高,达75%以上。不同F~-含量的保护渣所对应渣膜的结晶矿物种类相同,主要为枪晶石和硅灰石。随F~-含量的增加,枪晶石析出量不断增多,晶形逐渐变大;硅灰石生成量不断减少,晶形逐渐变小。该研究成果对改善低氟保护渣浇铸的铸坯质量具有重要指导意义。     

唐钢连铸保护渣渣膜矿相分析

采集河北联合钢铁集团唐钢中厚板有限公司1号连铸机保护渣渣膜,对应浇铸钢种为Q345B、Q235B.对渣膜进行宏观观察;采用X射线衍射手段,分析保护渣渣膜矿相成分;采用偏光显微镜,观测渣膜微观结构,分析渣膜微观矿相、玻璃相分层结构;分析保护渣原渣化学成分对渣膜矿相形成影响规律,为连铸结晶器保护渣研发及使用提供理论依据.     

萤石含量对结晶器保护渣物理性质和渣膜矿相结构的影响

针对亚包晶钢连铸板坯易发生表面纵裂现象,研究和分析了萤石配加量对保护渣（/%:2937水泥熟料,8硼砂,20石英砂,15硅灰石,12纯碱,816萤石）熔化温度、黏度和平均热流密度以及渣膜矿相结构的影响。结果表明,随着萤石含量的增加,渣膜结晶率和枪晶石含量升高,硅灰石含量降低,同时保护渣熔化温度、黏度、平均热流密度降低;提出萤石配加量为12%时,能满足亚包晶连铸板坯对渣膜矿相结构的要求,并改善了铸坯质量。     

CSP结晶器保护渣固态渣膜结构和矿相的分析

通过光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射分析,研究了1537 mm×67 mm CSP连铸结晶器保护(%:34.6CaO,28.6SiO₂,8.8C,8.5F,8.6Na₂O)固态渣膜的结构、矿相组成和析晶率,分析结果表明,绝大多数固 态渣膜厚0.6~1.3mm, 呈三层结构：结晶层-玻璃层-结晶层,靠结晶器壁侧为0.10～0.14mm 厚的结晶层;CSP 固态渣膜的析晶率为40%～80%,结晶矿相主要为枪晶石(3CaO ·2SiO₂ ·CaF₂)和矿物Na₂O ·Al₂O₃ ·SiQ₂。通过 调整固态渣膜的厚度及枪晶石等矿物的析晶率,可达到控制渣膜传热,提高连铸坯表面质量的目的     

裂纹敏感性钢连铸保护渣应用研究

针对裂纹敏感性钢种的凝固特点,分析了应用于该钢种保护渣应具有的理化性能,提出提高保护渣结晶率,控制传热是解决裂纹敏感性钢种出现纵裂、凹陷及粘结漏钢等质量缺陷和事故的主要途径。在保护渣性能测试及实验室研究的基础上,给出了两种不同的优化思路:方案一为高碱度高结晶率优化方案,方案二为低碱度高结晶率优化方案,结合国内不同钢厂进行应用实践。使用方案一的保护渣结晶问题得到很好地解决,保护渣的析晶率达到80%,铸坯表面平整,纵裂比例控制到0.87%。使用方案二的保护渣的结晶率接近80%,很好地解决了低碱度保护渣不容易结晶的问题,优化后的铸坯表面平整,纵裂、凹坑等问题得到明显控制。     

不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的研究

采用矿相显微镜及XRD研究了不同温度条件下连铸保护渣矿相结构的变化。结果表明,在本实验条件下的降温和升温过程中,连铸保护渣的结晶化率均随实验温度的升高而下降,结晶矿相主要为枪晶石、硅灰石、黄长石。枪晶石在1000 ℃和1200 ℃时结晶能力最强,1300 ℃时无枪晶石析出。硅灰石只在1000 ℃时析出,晶体发育程度很高。黄长石晶体在1300 ℃时发育良好且光学性质明显,1000 ℃和1200 ℃时生长缓慢,为细小的颗粒状雏晶。在相同的实验温度条件下,连铸保护渣在升温过程中结晶化率高、晶体细小、结构致密,降温过程中其晶体发育程度良好、晶体粗大     

碱度对保护渣结晶温度及结晶矿相的影响

结合亚包晶钢保护渣的矿物成分和冶金性能特点,在实验室自制不同碱度的亚包晶钢保护渣,采用工艺矿物学方法,探讨碱度对保护渣结晶温度和结晶矿相的影响规律。结果表明:随碱度值的增加(0.9~1.3),保护渣的结晶温度逐渐升高,热流密度先降低后升高再降低,对应的渣膜结晶率先增大后减小再增大,且渣膜结晶率均较高,达到75%以上。不同碱度对应渣膜的结晶矿物种类相同,主要组成矿物为枪晶石和硅灰石。随碱度增加,枪晶石含量不断增加,晶形逐渐增大;硅灰石含量不断减少,晶形逐渐变小。该研究成果对优化亚包晶钢保护渣具有重要指导意义。     

连铸保护渣结晶矿相的研究

采用LEITZ偏光岩相显微镜结合扫描电子显微镜,研究了实验室自制渣和工业结晶器保护渣的结晶矿相。结果表明：在本实验中,渣样的结晶矿相主要有枪晶石、黄长石和硅灰石,个别渣样中可能有霞石析出;保护渣中加入少量的MgO可以降低结晶率,抑制硅灰石的生成;加入少量的MnO、ZrO2S可促进硅灰石的析出,抑制枪晶石的生长。     

包晶钢连铸保护渣固渣膜粗糙度影响因素

在包晶钢板坯连铸过程中,保护渣固渣膜结构及其性能对减少铸坯表面纵裂起至关重要的作用。采用改进型水冷铜探头获取不同保护渣熔融温度、不同探头浸入时间下的固渣膜。同时采用接触测试、光学显微镜及SEM观察的方法检测、评价保护渣渣膜表面(与水冷铜壁接触面)的粗糙度,并揭示了该渣系条件下保护渣渣膜粗糙度的形成与渣膜结晶(液渣凝固结晶及固渣膜玻璃层中玻璃转变结晶)的关系。研究结果表明,保护渣渣膜粗糙度随凝固时间增长无明显变化。液渣温度对生成渣膜的粗糙度有较大影响,提高液渣温度能明显提高渣膜粗糙度。并且,渣膜表面粗糙度的形成与渣膜结晶过程无明显因果关系,而与渣膜凝固中于固渣膜表面形成的开放气孔有关。