连铸圆坯结晶器的热流分析

笔者采用专门设计的热流传感器对弧形连铸圆坯结晶器的热流进行在线检测.结果表明:沿结晶器的高度和周向热流的分布是瞬间变化且不均匀的.温度的在线检测不能代替热流的在线检测,后者可更准确和直接地反映结晶器传热和坯壳厚度的均匀性;同时在线检测结晶器的温度和热流有可能对结晶器的设备状态(如结晶器的安装状况和水垢状况)实现在线预测.     

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。     

连铸保护渣性能研究及改进

对连铸保护渣的粘度—温度曲线及熔化温度性能等进行了试验研究，得出基本组分对保护渣性能的影响规律；对粘度—温度曲线形状的分析研究，确定了保护渣的性能改进方向，结合济钢连铸生产中存在的问题，开发出两种新的保护渣。     

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。     

高速连铸结晶器内的保护渣膜

连铸结晶器中形成的保护渣膜在润滑与传热方面起重要作用,但渣膜的厚度和结构还没有完全被人们所了解。本次研究中,保护渣膜试样是取自浇铸结束后连铸结晶器内,保留浇铸期间所处位置的渣膜。通过此次试验,清楚了结晶器内弯月面处保护渣膜的厚度。根据显微镜下对渣膜截面的观察,研究了渣膜的结构,即渣膜的结晶情况。此外,基于上述观察结果,研究了结晶器内通过渣膜的传热现象,得出以下结论： （1）确认结晶器内保护渣膜的厚度约为1mm。玻璃层为连铸中钢水顶部的熔融保护渣,浇铸结束后成为薄膜,将其假定为浇铸期间的保护渣膜。 （2）按结晶器保护渣消耗量可估算出浇铸期间渣膜中的液渣层厚度。 （3）弯月面处渣膜约1mm厚时,辐射及传导的总热阻与渣膜和结晶器之间的界面热阻相等。 （4）文中提到的界面热阻可能大于实际浇铸中结晶器的热阻。原因可能是由于这些热阻是在无钢水压力情况下测得的,实际结晶器内的界面热阻似乎较小。     

Surface Roughness of Flux Film in Continuous Casting Mold

The corundum plates with a groove were used to freeze molten flux into solid slice to simulate the flux film formed in continuous casting mold, and thereby to study the formation mechanism of flux film with different surface roughness. The effect of some factors on the surface roughness of flux film, such as reheating rate, cooling rate, flux film thickness and crystallization ratio, was discussed.     

Thermophysical Properties of Continuous Casting Mold Flux for Advanced Steel Developments

The effect of Al₂O₃ on the crystallization and viscosity of calcium-silicate based fluxes with Na₂O and Li₂O additions used for continuous casting mold fluxes have been studied using the confocal laser scanning microscope and the rotating spindle rheometer. Al₂O₃ additions lowered the crystallization temperature of the flux and several crystalline phases for fluxes with high concentrations of SiO₂ forms depending on the cooling rate. High Al₂O₃ containing fluxes formed relatively few crystalline phases and were not highly dependent on the cooling rate. At slow cooling rates of 25 K/min for 10 and 20 wt% Al₂O₃ containing samples, SEM images revealed dendrites formed within the crystalline phases. At faster cooling rates the dendrite formation is inhibited and a spherical morphology could be observed. The substitution of SiO₂ with Al₂O₃ content modified the dominant silicate network into complex alumino-silicates. This increased the viscosity of the melt. FTIR and Raman analysis showed increased amounts of symmetric Al–O⁰ stretching with higher Al₂O₃. With higher CaO/(SiO₂ + Al₂O₃), the symmetric Al–O⁰ stretching and the Si–O–Al seems to decrease.     

高拉速用连铸保护渣的研究现状

概述了高拉速连铸的特点及对保护渣的要求，总结了国内外近年来在高拉速用连铸保护渣方面的研究、生产和应用现状。重点介绍了国内外近年来有关高拉速板坯连铸保护渣中各成分对粘度、熔化温度、熔化速度的影响以及保护渣生产制造工艺的研究成果和应用实例。     

连铸结晶器保护渣渣膜传热特性研究进展

传统保护渣主要以CaO和SiO₂为基料,辅以适量助熔剂如CaF2等构成;而无氟保护渣则是选用B₂O₃、TiO₂等合适的助熔剂来替代CaF₂达到绿色环保的目的。从保护渣的碱度、化学成分和结晶性能三方面,分别综述了传统含氟渣系CaO-SiO₂-CaF₂和新型无氟渣系CaO-SiO₂-B₂O₃、CaO-SiO_2-TiO₂渣膜传热的影响规律,总结了近十年来冶金工作者对含氟和无氟保护渣渣膜传热的研究成果,得出无氟保护渣结晶矿相中硅硼酸钙和钙钛矿与传统保护渣中枪晶石具有相似的结晶行为,B₂O₃和TiO₂的含量在4%~8%和3%~11%可有效控制传热,从而减少铸坯纵裂纹的发生。并提出了开发新型高效无氟保护渣的进一步研究方向,即无氟渣中氟化物替代物的迁移赋存规律对渣膜传热性能的影响机理。     

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.     

镀锡板钢种连铸用低成本含BaO结晶器保护渣的研究

以往在连铸生产低碳镀锡板钢种时,结晶器保护渣中的Na+常在连铸坯表面富集,产生NaOH腐蚀,连铸坯经过轧制后表面出现夹渣及白斑缺陷.为了避免此类缺陷的再次发生,有必要开发应用Na2O含量低于2.0％的保护渣.目前国内、外开发生产的保护渣多使用含Li2O材料替代含Na2O材料,但是由于含Li2O材料价格昂贵,致使保护渣的生产成本攀升.通过大量的研究和工业化试验,表明在保护渣中加入BaO,即可达到设计的理化性能,满足客户要求.     

稀土氧化物对连铸保护渣结晶温度的影响

为了解决稀土钢浇注时因稀土氧化物进入保护渣导致保护渣性能改变的问题,用热重一差热分析仪系统地观测了稀土氧化物对不同碱度及BaO、B2O3和Li2O含量的保护渣结晶温度的影响。结果表明,稀土氧化物对保护渣结晶温度影响显著,特别是稀土氧化物从零增至5％时最为明显。随着稀土氧化物含量的继续增加,保护渣结晶温度缓慢升高。低碱度可以抑制保护渣中稀土矿物初生晶核的析出;BaO有利于稀土氧化物在保护渣中的溶解和扩散;B2O3基本上可消除稀土氧化物引起的保护渣结晶温度升高的不良影响;Li2O可阻止高熔点结晶相的析出,降低含稀土氧化物保护渣的结晶温度。     

连铸保护渣吸收Al_2O_3的计算

计算了连铸过程中保护渣Al2O3含量的变化,讨论了拉速、保护渣消耗量对保护渣吸收Al2O3的影响,并用现场取样检测结果进行验证。结果表明：该计算模型与实际检测结果相吻合,保护渣浇注前后Al2O3含量增加小于3.0%（质量分数,余同）,其变化趋势为浇注开始后约15 min迅速增加,然后缓慢增加,至40 min左右达到稳定...