連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)用的研究

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1、連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)用的研究陳維昆明工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金技術(shù)2007210342摘要：結(jié)晶器保護(hù)渣是連鑄工藝發(fā)展的瓶頸，對(duì)各鋼種用保護(hù)渣的性能、成分設(shè)計(jì)分析，來(lái)合理的選擇、使用保護(hù)渣。關(guān)鍵詞：保護(hù)渣，作用，應(yīng)用保護(hù)渣大規(guī)模應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。保護(hù)渣具有隔熱保溫，吸附夾雜物，潤(rùn)滑，改善結(jié)晶器傳熱，隔絕空氣防止二次氧化等作用。對(duì)結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣的應(yīng)用進(jìn)行研究有助于更好的使用保護(hù)渣，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。1、對(duì)各鋼種用保護(hù)渣的性能分析1.1低碳鋼用保護(hù)渣低碳鋼用保護(hù)渣要求鋼中碳含量小于0.08％，這類鋼裂紋敏感性小，因此、要求保護(hù)渣傳熱性能好，當(dāng)然要根據(jù)澆鑄速度配制不同熔速的保護(hù)渣。低碳

2、鋼、首先鋼中w(C)＜0.08%或0.06%。這類鋼高溫機(jī)械性能好，凝固過(guò)程中不存在嚴(yán)重的相變體積變化，內(nèi)應(yīng)力及裂紋敏感性小，故通常以較高拉坯速度進(jìn)行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)率。基于低碳鋼本身的凝固特點(diǎn)和質(zhì)量要求，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮渣的潤(rùn)滑及消耗。較高拉速要求盡量增大結(jié)晶器熱流，加速鋼水凝固，防止粘結(jié)漏鋼，這要求保護(hù)渣結(jié)晶溫度低、凝固溫度適中，以確保低碳鋼結(jié)晶器保護(hù)渣在950℃以上處于非晶體狀態(tài)，使發(fā)生粘結(jié)漏鋼的可能性最小。在高速澆注時(shí)，為使足夠的液態(tài)保護(hù)渣能流入鑄流和結(jié)晶器內(nèi)表面之間的區(qū)域，確保良好的潤(rùn)滑和足夠的消耗，通常保護(hù)渣粘度選擇較低的范圍。另外，此類鋼種初生鐵素體坯殼中[P]、[S]

3、偏析小，初生坯殼強(qiáng)度高，鑄坯振痕較深，故應(yīng)使用保溫性能較好的保護(hù)渣，提高彎月面初生坯殼溫度，有利于減輕振痕過(guò)深帶來(lái)的危去。因此，連鑄低碳鋼滿足以上各要求，就要通過(guò)設(shè)計(jì)具有一定的傳熱性能、良好的保溫性能、良好的非金屬吸收、良好的潤(rùn)滑和性能穩(wěn)定的保護(hù)渣來(lái)獲得。1.2中碳鋼用保護(hù)渣中碳鋼用的保護(hù)渣通常適用于鋼中含碳量0.09-0.20％。這類鋼裂紋敏感性大，要求保護(hù)渣傳熱速度減緩，可有效地防止裂紋的發(fā)生。中碳鋼、中碳鋼鋼水凝固過(guò)程中發(fā)生己δ→γ相變，體積強(qiáng)烈收縮，此鋼種裂紋敏感性大，容易產(chǎn)生表面裂紋，特別是高拉速時(shí)。避免縱橫向裂紋是首要考慮的問(wèn)題，為此，中碳鋼用保護(hù)渣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在控制

4、從鑄坯傳往結(jié)晶器的熱流上，限制結(jié)晶器熱通量，希望保護(hù)渣具有較大熱阻。因此，應(yīng)選用凝固溫度高、結(jié)晶溫度也高的保護(hù)渣，利用結(jié)晶質(zhì)膜中的“氣隙”，使保護(hù)渣傳熱速度減緩，有助于減小鑄坯在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。高碳鋼、此鋼種的特點(diǎn)是熱強(qiáng)度差；澆鑄溫度和澆鑄速度較低；同時(shí)容易產(chǎn)生粘結(jié)漏鋼。高碳鋼容易粘結(jié)，這與初始生成的坯殼凝固收縮小有關(guān)。故高碳鋼保護(hù)渣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)放在保證潤(rùn)滑上。為此，設(shè)計(jì)該保護(hù)渣的粘度和凝固溫度要低些，渣膜玻璃化傾向要大些，以保證良好的潤(rùn)滑性能，但也要考慮高硫鋼熱強(qiáng)度差的特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)節(jié)保護(hù)渣的熱阻。另外，由于高碳鋼液相線溫度低，澆鑄溫度較其它鋼種要低，保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)也要考慮

5、此溫度的影響，為了防止鋼水凍結(jié)，高碳鋼要使用隔熱性能好的保護(hù)渣，體積密度要低，碳的加入量可稍高些甚至可達(dá)20%左右。1.3高碳鋼與特殊鋼用保護(hù)渣這種類型的保護(hù)渣配方較為復(fù)雜，往往根據(jù)鋼的用途及易出現(xiàn)缺陷的狀況而特殊配制，如不銹鋼、硅鋼、高碳鋼等。不同鋼種對(duì)保護(hù)渣性能設(shè)計(jì)要求，不同成分的鋼種.其鋼水特性及其凝固特點(diǎn)有別，從而決定了對(duì)保護(hù)渣性能方面的要求。特殊鋼、特殊鋼鋼水成分相差較大，這種類型的保護(hù)渣配方較為復(fù)雜，往往根據(jù)鋼的用途及易出現(xiàn)缺陷的狀況而特殊配制，例如不銹鋼，硅鋼及含Nb、V、Ti及稀上的鋼種等。2、保護(hù)渣的特性及成分設(shè)計(jì)分析2.1堿度一般定義為組分中(R=CaO%/Si

6、O2%)的比值。它是反映保護(hù)渣吸收鋼液中夾雜物能力的重要指標(biāo)，同時(shí)也反映了保護(hù)渣潤(rùn)滑性能的優(yōu)劣。通常堿度大，吸收夾雜物的能力也大，但它的析晶溫度變大，導(dǎo)致傳熱和潤(rùn)滑性能惡化。2.2粘度粘度是保護(hù)渣中必須檢測(cè)的重要指標(biāo)，它是反映保護(hù)渣形成液渣后，流動(dòng)能好壞的重要參數(shù)。粘度值的大小直接影響流入結(jié)晶器與鑄坯表面的縫隙中形成渣，渣膜的厚度和均勻性與粘度有很大關(guān)系，粘度過(guò)大或者過(guò)小會(huì)使渣膜厚薄不一致，滑和傳熱不良，甚至?xí)硅T坯表面撕裂。保護(hù)渣的粘度主要取決于保護(hù)渣的成分和渣液的溫度，一般可以通過(guò)調(diào)節(jié)渣的堿度控制渣子粘度。對(duì)于酸性或偏中性的保護(hù)渣，適當(dāng)提高氧化鈣或降低二氧化硅的含，能夠降低液渣

7、的粘度，改善流動(dòng)性，增加GaF2或Na2O+k2O的含量，能夠在基本上改變保護(hù)渣堿度的條件下改善液渣的流動(dòng)性。要想得到高質(zhì)量鑄坯并不發(fā)生粘結(jié)漏鋼，必須要選擇合適粘度的保護(hù)渣。保護(hù)渣粘度過(guò)低，液渣大量流入縫隙，造成渣膜不均勻，局部凝固變緩，導(dǎo)致凝固坯殼變形，引起縱裂和拉漏事故；粘度過(guò)大，會(huì)使鑄坯表面粗糙。2.3熔化特性保護(hù)渣熔化特性是指熔化溫度和熔化速度。熔化溫度，它包括燒結(jié)起始溫度、軟化溫度或叫變形溫度、半球點(diǎn)溫度和流動(dòng)溫度。熔化溫度必須低于結(jié)晶的鋼水溫度才能熔化，通