连铸结晶器保护渣应用的研究

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1、连铸结晶器保护渣应用的研究陈维昆明工业职业技术学院冶金技术2007210342摘要：结晶器保护渣是连铸工艺发展的瓶颈，对各钢种用保护渣的性能、成分设计分析，来合理的选择、使用保护渣。关键词：保护渣，作用，应用保护渣大规模应用取得了良好的经济效益。保护渣具有隔热保温，吸附夹杂物，润滑，改善结晶器传热，隔绝空气防止二次氧化等作用。对结晶器内保护渣的应用进行研究有助于更好的使用保护渣，获得更大的经济效益。1、对各钢种用保护渣的性能分析1.1低碳钢用保护渣低碳钢用保护渣要求钢中碳含量小于0.08％，这类钢裂纹敏感性小，因此、要求保护渣传热性能好，当然要根据浇铸速度配制不同熔速的保护渣。低碳

2、钢、首先钢中w(C)＜0.08%或0.06%。这类钢高温机械性能好，凝固过程中不存在严重的相变体积变化，内应力及裂纹敏感性小，故通常以较高拉坯速度进行生产，以提高生产率。基于低碳钢本身的凝固特点和质量要求，设计时主要考虑渣的润滑及消耗。较高拉速要求尽量增大结晶器热流，加速钢水凝固，防止粘结漏钢，这要求保护渣结晶温度低、凝固温度适中，以确保低碳钢结晶器保护渣在950℃以上处于非晶体状态，使发生粘结漏钢的可能性最小。在高速浇注时，为使足够的液态保护渣能流入铸流和结晶器内表面之间的区域，确保良好的润滑和足够的消耗，通常保护渣粘度选择较低的范围。另外，此类钢种初生铁素体坯壳中[P]、[S]

3、偏析小，初生坯壳强度高，铸坯振痕较深，故应使用保温性能较好的保护渣，提高弯月面初生坯壳温度，有利于减轻振痕过深带来的危去。因此，连铸低碳钢满足以上各要求，就要通过设计具有一定的传热性能、良好的保温性能、良好的非金属吸收、良好的润滑和性能稳定的保护渣来获得。1.2中碳钢用保护渣中碳钢用的保护渣通常适用于钢中含碳量0.09-0.20％。这类钢裂纹敏感性大，要求保护渣传热速度减缓，可有效地防止裂纹的发生。中碳钢、中碳钢钢水凝固过程中发生己δ→γ相变，体积强烈收缩，此钢种裂纹敏感性大，容易产生表面裂纹，特别是高拉速时。避免纵横向裂纹是首要考虑的问题，为此，中碳钢用保护渣设计的重点应放在控制

4、从铸坯传往结晶器的热流上，限制结晶器热通量，希望保护渣具有较大热阻。因此，应选用凝固温度高、结晶温度也高的保护渣，利用结晶质膜中的“气隙”，使保护渣传热速度减缓，有助于减小铸坯在冷却过程中产生的热应力。高碳钢、此钢种的特点是热强度差；浇铸温度和浇铸速度较低；同时容易产生粘结漏钢。高碳钢容易粘结，这与初始生成的坯壳凝固收缩小有关。故高碳钢保护渣设计的重点应放在保证润滑上。为此，设计该保护渣的粘度和凝固温度要低些，渣膜玻璃化倾向要大些，以保证良好的润滑性能，但也要考虑高硫钢热强度差的特点，适当调节保护渣的热阻。另外，由于高碳钢液相线温度低，浇铸温度较其它钢种要低，保护渣性能设计也要考虑

5、此温度的影响，为了防止钢水冻结，高碳钢要使用隔热性能好的保护渣，体积密度要低，碳的加入量可稍高些甚至可达20%左右。1.3高碳钢与特殊钢用保护渣这种类型的保护渣配方较为复杂，往往根据钢的用途及易出现缺陷的状况而特殊配制，如不锈钢、硅钢、高碳钢等。不同钢种对保护渣性能设计要求，不同成分的钢种.其钢水特性及其凝固特点有别，从而决定了对保护渣性能方面的要求。特殊钢、特殊钢钢水成分相差较大，这种类型的保护渣配方较为复杂，往往根据钢的用途及易出现缺陷的状况而特殊配制，例如不锈钢，硅钢及含Nb、V、Ti及稀上的钢种等。2、保护渣的特性及成分设计分析2.1碱度一般定义为组分中(R=CaO%/Si

6、O2%)的比值。它是反映保护渣吸收钢液中夹杂物能力的重要指标，同时也反映了保护渣润滑性能的优劣。通常碱度大，吸收夹杂物的能力也大，但它的析晶温度变大，导致传热和润滑性能恶化。2.2粘度粘度是保护渣中必须检测的重要指标，它是反映保护渣形成液渣后，流动能好坏的重要参数。粘度值的大小直接影响流入结晶器与铸坯表面的缝隙中形成渣，渣膜的厚度和均匀性与粘度有很大关系，粘度过大或者过小会使渣膜厚薄不一致，滑和传热不良，甚至会使铸坯表面撕裂。保护渣的粘度主要取决于保护渣的成分和渣液的温度，一般可以通过调节渣的碱度控制渣子粘度。对于酸性或偏中性的保护渣，适当提高氧化钙或降低二氧化硅的含，能够降低液渣

7、的粘度，改善流动性，增加GaF2或Na2O+k2O的含量，能够在基本上改变保护渣碱度的条件下改善液渣的流动性。要想得到高质量铸坯并不发生粘结漏钢，必须要选择合适粘度的保护渣。保护渣粘度过低，液渣大量流入缝隙，造成渣膜不均匀，局部凝固变缓，导致凝固坯壳变形，引起纵裂和拉漏事故；粘度过大，会使铸坯表面粗糙。2.3熔化特性保护渣熔化特性是指熔化温度和熔化速度。熔化温度，它包括烧结起始温度、软化温度或叫变形温度、半球点温度和流动温度。熔化温度必须低于结晶的钢水温度才能熔化，通