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.     

高铝钢用新型连铸保护渣的设计开发与应用

低反应性CaO-Al₂O₃基保护渣工业应用过程中,结晶器内渣条粗大,黏结报警频发,无法实现稳定连铸生产。针对上述问题,在分析了工业原渣存在问题的基础上,设计开发了新型CaO-Al₂O₃基保护渣并进行了工业应用。结果表明,工业用高铝钢连铸保护渣结晶性能较强,Ca₁₂Al₁₄O₃₂F₂和LiAlO₂等物相过早析出是恶化保护渣性能的主要原因。相图分析表明,调整w(CaO)/w(Al₂O₃)值是调控熔渣酸碱性和析晶性能的有效措施之一。当w(CaO)/w(Al₂O₃)从0.93增加至1.65时,保护渣的熔化温度由1 050℃降至959℃;受熔体结构解聚影响,1 300℃下黏度由0.132 Pa·s降至0.054 Pa·s。随着w(CaO)/w(Al₂O₃)的增加,保护渣的...     

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。     

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。     

高铝钢非反应性连铸保护渣的研究

针对目前高铝钢用结晶器保护渣中SiO2易被钢液中的Al还原而导致连铸无法顺行的问题,设计了低SiO2试验渣系并进行粘-温曲线及熔点测试试验。结果表明:低SiO2渣系具有良好的基本理化性质,具有工业应用的潜能;通过热力学分析及钢-渣界面反应试验证明,当保护渣中SiO2含量低于6%时为非反应性保护渣。     

含铝TRIP钢结晶器保护渣黏度特性

含铝TRIP钢钢液中Al易与结晶器保护渣中的SiO₂发生氧化-还原反应,使其保护渣中Al₂O₃的质量分数由3%快速增加到30%左右,w_(Al2O3)/w_(SiO2)由0.10增加到1.44,导致黏度发生大的波动.研究了Al₂O₃含量和w_(Al2O3)/w_(SiO2)对含铝TRIP钢保护渣黏度的影响,建立了高Al₂O₃含量保护渣系黏度的计算模型.结果表明:随着Al₂O₃质量分数由3%增加到17%,综合碱度R<1的保护渣黏度先增大再减小,而R≥1的保护渣黏度变化较小;随着Al₂O₃质量分数由17%增加到30%,保护渣的黏度快速增大;随着w_(Al2O3)/w_(SiO2)的增大,Al-TRIP钢保护渣的黏度呈现先快速减小而后迅速增大的趋势.     

AlN对高铝钢用CaO-SiO2基保护渣性能的影响

 铝以合金元素加入到钢中,可细化晶粒、抑制低碳钢的时效现象,实现钢的耐腐蚀性、耐热性等性能的良好结合,同时又可满足新一代汽车钢对汽车安全性以及轻量化的需求。然而,当钢液中w([Al])过高时,钢液凝固前生成的AlN在结晶器内不断上浮至钢渣界面与保护渣作用,导致保护渣成分的改变和性能的恶化,进而影响连铸的顺行和铸坯表面质量。采用FactSage7.2 热力学软件对高铝钢水中AlN的生成热力学进行了计算,利用半球点熔化温度测试仪、旋转黏度计测试分析了向传统CaO-SiO₂基保护渣中添加质量分数为2%、4%、6%、8%的AlN后保护渣黏度、熔化温度和转折温度的变化情况,并对添加AlN后的渣样进行了XRD物相检测。研究结果表明,随着钢中w([Al])和w([N])的增加,AlN的生成温度提高,生成总量增加。当AlN添加的质量分数从0增加到8%时,保护渣黏度和熔化温度均呈升高趋势,每添加质量分数为1%的AlN,黏度增大约0.032 Pa·s,熔化温度升高约13.5 ℃。当AlN添加质量分数为2%时,保护渣转折温度从1 002 ℃下降到980 ℃;当AlN添加质量分数大于2%后,转折温度逐渐升高至8%AlN时的1 117 ℃。随着AlN添加量的增加,在冷凝过程中传统CaO-SiO₂保护渣中枪晶石析出量逐渐减少,当AlN添加质量分数为8%时,渣样中物相以CaF₂为主。     

高铝钢用低反应型保护渣成分对其黏度的影响

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-Al_2O_3系保护渣相对于传统保护渣,SiO_2质量分数在6%～10%之间,[Al]和(SiO_2)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/Al_2O_3、B_2O_3、Na_2O、Li_2O和CaF_2在CaO-Al_2O_3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。     

高铝相变诱发塑性钢用硅钙和铝钙结晶器保护渣的开发评估

连铸生产高强钢时,如高铝相变诱发塑性钢(简称TRIP钢),传统的硅钙保护渣由于SiO2的急剧减少而表现出了固有的不稳定性。保护渣中二氧化硅的减少导致氧化铝增加约30%,这种变化的程度和不稳定性会影响到保护渣的物理性能,从而影响结晶器散热、保护渣的消耗量及保护渣在结晶器内的行为。以上因素综合作用,导致铸坯表面产生横向和纵向凹陷及裂纹。由于这种铝钙保护渣在连铸生产高铝TRIP钢时,不易发生反应而备受人们的关注。在安赛乐米塔尔美国公司(AM-USA)的两家研发中心—东芝加哥中心和施托尔贝格进行了这两种保护渣的生产试验,研究相对于传统的硅钙保护渣,新保护渣对生产高铝TRIP钢的影响。利用光学显微镜、阴极发光显微镜和扫描电子显微镜来检查结晶器中的渣膜层,以此来确定渣层中沉淀物的性质和分布。铝钙保护渣的使用使钢/渣间的化学反应有了明显的变化,改善了铸坯的表面质量。     

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℃。     

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。     

精炼渣与高锰高铝钢液的相互作用

摘要：为了研究精炼渣与高锰高铝钢液相互作用规律,以CaO-5%SiO2-Al2O3-8%MgO精炼渣与Fe-15Mn-10Al-0.7C高锰高铝钢液在1600℃的渣金反应为研究对象,分别在渣金反应5、15、30、60和90min时取钢样和渣样,通过钢液和渣成分变化进行了渣金反应动力学计算。结果表明：整个渣金反应过程中,钢液中［Al］和渣中SiO2不断降低、渣中Al2O3不断增加;精炼渣与高锰高铝钢液反应前期限制性环节为［Al］在边界层的传质,反应后期渣成分发生改变、黏度升高以及渣中固相颗粒形成,使得SiO2在渣中的传质条件恶化,SiO2向反应界面的传质成为渣金反应的速率限制环节;精炼渣与高锰高铝钢反应分3个阶段：初期反应剧烈、中期渣金界面形成尖晶石层并阻碍渣金反应、后期反应趋于稳定。     

高强度低合金钢保护渣黏度和结晶温度的优化

连铸时结晶器保护渣的黏度、结晶温度会对钢坯质量产生较大影响,采用旋转柱体法、黏温曲线分析法并结合扫描电子显微镜,研究了马鞍山钢铁股份有限公司3种不同保护渣的黏度、结晶温度。结果表明,马钢二炼钢厂生产Q420B铁塔用角钢的结晶器保护渣1 300℃时黏度0.298 Pa.s,结晶温度约1 180℃,为三者中最低。为降低卷渣情况和提高钢材质量,将黏度提高到0.35 Pa.s左右,并适当调节碱度使结晶温度升高,生产中卷渣及裂纹情况得到了较好的控制。     

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。     

优化保护渣提高超低碳IF钢表面质量

 通过优化调整保护渣成分,保护渣熔点由1 222降至1 188 ℃,黏度由0.26提高到0.32 Pa·s,并进行工业试验,利用Aspex对铸坯不同部位大于2 μm的夹杂进行检测,发现铸坯边部和1/4宽、1/2宽、1/2厚度位置夹杂物均有所降低,同时热轧板卷表面临时封锁率由4.51%降低至2.55%。对采用改进保护渣后铸坯中不同部位夹杂物降低的原因进行分析,研究了保护渣吸附不同质量分数Al2O3夹杂后,保护渣熔化温度、黏度的影响规律,发现当添加Al2O3为12%时,保护渣A熔化温度最高至1 259 ℃;保护渣B熔化温度为1 203 ℃,保护渣A与B的黏度分别为0.79和0.59 Pa·s,黏度过大不利于吸附Al2O3夹杂。     

熔融钢渣调质制备高酸度系数矿物棉

钢渣是钢铁生产过程中产生的副产品,产生量大,利用率低,并且熔渣热量几乎没有利用.以熔融钢渣为原料,粉煤灰为调质剂,通过调质电炉补热和离心法成纤制备高酸度系数矿物棉.通过XRF、XRD、SEM、黏度、平均直径、渣球含量、重金属浸出、燃烧性能和放射性核素等分析方法,研究高酸度系数矿物棉的性能.结果 表明:粉煤灰调质可以显著...     

高锰高铝钢纯净度控制关键技术研究进展

摘要：汽车轻量化对低密度高锰高铝钢的需求日趋迫切,然而高锰高铝钢的大规模化生产仍受制于纯净度控制技术与连续浇注工艺。首先基于高锰高铝钢的成分特点,阐述了高锰高铝钢的微观组织特征,然后通过热力学模拟了高锰高铝钢中夹杂物的形成与演变规律,分析了不同Al和Mn含量对夹杂物的类型和含量的影响规律,最后总结了近年来国内外学者关于高锰高铝钢中夹杂物形成理论和实验研究,钢中高铝含量显著影响Al2O3、AlN及AlON的竞相析出以及影响MnS等夹杂的析出行为,进而从精炼渣、耐火材料和保护渣角度分析了高锰高铝钢冶炼特点并指出了其纯净度控制的关键方向。