高拉速连铸保护渣工艺探讨

本文通过对传统机混渣，预熔渣，新型机混渣工艺的讨论，对为适应武钢三炼钢高拉速连铸需要而拟改建的武钢二炼钢保护渣车间工艺方案提出了参考意见。     

高拉速板坯连铸保护渣的应用

根据攀钢2^#板坯连铸的工艺特点,在分析了高速连铸对保护渣性能要求的基础上,研究开发出了适应高拉速浇注的连铸保护渣,工业试验结果表明,研究开发的YC—DT高拉速用连铸保护渣,在拉速≥1.70m/min时不仅结晶器内熔化状况良好,而且保护渣消耗量适宜,所浇铸坯表面质量良好,能够满足攀钢2^#板坯高速浇注的需求。     

高拉速条件下中碳钢连铸用保护渣的性能研究

高拉速连铸技术因其高效生产的优点而备受人们关注,其中典型的紧凑型带钢连铸技术的连铸速度普遍提高至3～6 m/min,甚至达9 m/min。因高拉速连铸技术的拉坯速度提高,导致结晶器内部许多参数发生了改变,使得该工艺对保护渣的要求也变得颇为严苛。针对紧凑型带钢连铸连轧生产中碳钢所用保护渣开展了研究,并与传统低拉速连铸保护渣的理化性能进行对比。研究结果表明:中碳钢高拉速连铸用保护渣相比低拉速连铸用保护渣需要有更好的润滑性能,1 300℃时的黏度应低于0.086 Pa·s(拉速3.5 m/min);因高速拉坯,结晶器内壁与初始钢坯之间的热流大大增加,为避免过快的传热导致铸坯缺陷则需采用控热能力更均匀更强的保护渣。     

板坯连铸结晶器保护渣性能的高拉速适用性研究

试验研究了唐山不锈钢厂180～200 mm板坯连铸使用的成分(%)分别为56～58黄长石、25～27硅灰石、4～5枪晶石、10～12玻璃相和20～22黄长石、78～80玻璃相两种结晶器保护渣的理化特性、结晶相结构及渣液的化学成分、熔化温度和液渣层的厚度。结果表明,在拉速≥1.5 m/min时,为使保护渣在结晶器内保持"全程液态润滑",保护渣的熔化温度应≤1049℃,熔化速度控制在(34±2)s;最佳熔渣层厚度为10～15 mm,渣子粘度为0.19 Pa·s。     

宝钢研制成功高拉速连铸保护渣技术

最近,由宝钢自主开发的高拉速连铸保护渣技术取得成功。应用此项技术，可使超低碳钢连铸生产平均拉速提高0.2m／min,为企业稳定物流、提高产量、实现效益最大化提供有利条件。     

高拉速连铸保护渣的理化性能研究

高拉速连铸工艺要求连铸保护渣的溶化温度应适当降低，熔化速度应适当增大、粘度适当减小、凝固温度应适当降低、Al2O3吸收速率应适当增大。连铸保护渣的理化性能可以通过调整基料渣系的化学成分和骨架粒子的类型和含量而改变。利用溶化温度、凝固温度、粘度、Al2O3吸收速率与化学成分之间的关系，可以预测连铸保护渣的溶化性能、粘性特征和夹杂物吸收能力。     

低碳钢薄板坯高速连铸保护渣研究与优化

 针对低碳钢薄板坯高速连铸过程中保护渣液渣层过薄、黏结报警频发、铸坯表面纵裂纹过多等问题,在充分考虑高拉速下低碳钢凝固收缩特性的基础上,确定了保护渣润滑与传热性能的优化方向并开展了工业试验。将保护渣碱度从1.10提高到1.30,Li₂O质量分数从0.57%提高到1.06%,Na₂O质量分数从5.48%提高到8.16%,碳质量分数由7.71%降低到6.72%。对2种保护渣的流变性能和渣膜3层结构进行了深入研究,发现优化后保护渣渣膜中的液渣层比例增加,渣膜润滑系数α增大;同时,渣膜中的结晶层比例也有一定程度的提高,渣膜热阻系数β增大,从而使保护渣的润滑性能和控制传热能力均得到改善。从矿相分析结果看出,保护渣碱度的提高在一定程度上会促进硅灰石的析出,导致渣膜结晶率提高、热阻增大,进而起到控制传热的目的。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了黏结和裂纹的产生,生产效率和铸坯质量均得到显著提高。     

高拉速管式结晶器的发展

回顾了国内外管式结晶器发展状况,并着重论了管式结晶的发展方向。     

高拉速连铸结晶器非正弦振动同步控制模型

 结晶器非正弦振动是实施高拉速连铸和提高铸坯质量的关键技术。提出了结晶器非正弦振动波形及振动工艺参数的确定方法和基本参数的选取原则,并结合高拉速连铸机的特点,分析了振动基本参数对工艺参数的影响规律,建立了拉速与振动基本参数间的同步控制关系,为改善工艺参数、最大限度地发挥非正弦振动技术优势、满足高效连铸生产要求提供了依据和指导。     

高拉速厚板坯连铸结晶器流场影响因素的模拟研究

运用数值模拟研究方法,研究高拉速厚板坯连铸结晶器流场的影响因素;研究浸入式水口结构、水口控流方式、水口出口角度、水口浸入深度、结晶器宽度、结晶器厚度、吹氩等因素对结晶器流场、液面流速以及初生坯壳的影响.结果表明在高拉速下,结晶器的流场不稳定因素增多,工艺参数对结晶器流场的影响因数增加.在高拉速下结晶器流场流速高,液面波动大,液钢流束冲击深度大,势必造成产品质量的下降趋势,因此高拉速厚板坯连铸过程必须采用电磁制动或流场控制技术,降低高流速带来的不利影响;水口结构与结晶器规格最优化与匹配能得到适宜的结晶器流场;同时发现高拉速钢液流束对结晶器初生坯壳的影响严重,是高拉速漏钢率高的直接原因之一.     

连铸保护渣开发状况分析

对连铸保护渣的发展历程进行了详细介绍,对保护渣的渣层结构控制、绝热保温、防止氧化、润滑、改善传热和吸收夹杂物等冶金功能进行了论述,并按生产方式的不同对几种保护渣的加工方式及优缺点进行了分析,对无氟保护渣、超低碳保护渣、彩色保护渣及高铝钢保护渣的研究现状进行了简要介绍。     

高拉速连铸结晶器振动参数对板坯表面裂纹形成的影响

 结晶器振动导致初凝坯壳受力和变形是产生铸坯表面裂纹的主要原因。通过计算2.0 m/min拉速时弯月面区最大液体摩擦力和最大渣道动态压力,分析了高拉速下结晶器振动参数变化对板坯表面纵裂纹和横裂纹形成的影响,并结合振动参数对结晶器润滑和振动状态的影响,阐明减少表面裂纹的振动参数控制措施。研究结果表明：提高振频和振幅均增大铸坯表面裂纹形成的可能,振频影响强于振幅;增大非正弦振动因子降低了坯壳撕裂可能性,且对润滑有利,但使振痕加深,振动冲击加剧;适当降低振频,增大振幅和非正弦振动因子可抑制表面裂纹形成。     

圆坯连铸结晶器热流研究

 对圆坯连铸结晶器平均热流和局部热流进行了研究。分析了拉速、电磁搅拌电流和弯月面波动等工艺参数对结晶器局部热流(高热流区热流)和平均热流的影响。结果表明：拉速为14~26 m/min,搅拌电流在200~320 A时,局部热流与平均热流变化趋势不完全一致。局部热流对工艺参数反应敏感,传热极不均匀;平均热流不能完全反映局部热流的变化,局部热流能更及时地反映坯壳的凝固情况。     

拉速对结晶器平均热流的影响

通过计算8088块板坯的平均热汉研究了拉速对板坯结晶器平均热流的影响结果表明：拉速对结晶器宽边的平均热流有显的影响,拉速在0．6－1．2m/min范围内,结晶器宽边平均热流随拉速提高而增加,当拉速超过1．2m/min后,结晶器宽边平均热流随拉速增加而提高的幅度变得很小;结晶器窄边的平均热流较宽边的热流约低0．2MW／m^2,当拉速超过1．2m/min后,结晶器窄边的平均热流仍可随拉速的进一步提高而增加。     

连铸保护渣性能与钢种、工艺参数关系的初探

从低、中、高碳钢等钢种本身性能及凝固收缩特点出发研究了不同钢种用保护渣性能特点,并分析了拉速、铸坯断面形状、尺寸及结晶器振动特性等连铸工艺参数对保护渣性能的要求,找出了不同钢种及工艺条件对保护渣性能设计的特点。     

薄板坯连铸无取向电工钢用保护渣的研究

针对薄板坯连铸无取向电工钢钢种及相应的结晶器保护渣特点,分析了保护渣理化性能与无取向电工钢增碳及浇注过程中结晶器热流的关系.研究发现,通过降低渣中配碳量(w(C)＜2%),并控制液渣层厚度保持在5～10 mm等方法,可有效防止保护渣引起的增碳;通过调整保护渣理化性能即降低保护渣的碱度和熔化温度的方法,可以提高无取向电工钢浇注过程中的结晶器热流,获得能够实现浇注过程中热流稳定、不引起增碳、板卷质量良好的无取向电工钢结晶器保护渣理化性能指标.