三明钢厂连铸相关渣剂性能及其优化研究
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说明：
摘 要：针对福建三钢实际，研究目前连铸用中包覆盖剂和结晶器保护渣的相关性能及其对钢水和铸坯质量的影响。研究结果发现三钢目前铸机状态均倾向于使用高熔点、高粘度的保护渣。若保护渣熔点、粘度较低则铸坯上很容易出现横向和纵向凹陷。但熔点、粘度较高时，保护渣吸收夹杂的能力很弱，特别是在浇铸ML08Al等酸溶铝较高的钢种时，大量类夹杂聚集在钢渣界面处后，保护渣对铸坯的润滑能力很差，容易造成振痕扭曲、表面和皮下夹渣，这些缺陷对冷镦、拉丝材的质量危害较大。
针对三钢连铸用结晶器保护渣存在的问题，提出了优化方案，优化后从保护渣组成和性能来看，原渣Al2O3含量较现有生产用渣降低了，这有利于进一步吸收夹杂，并且加入BaO、MnO、B2O3，有利于稳定保护渣吸收夹杂后的性能。并且设计中融合了重庆大学关于低氟保护渣的最新研究成果，降低了保护渣中的F含量，使得保护渣经二冷水冲击后对连铸设备的腐蚀。从保护渣中加入Al2O3后熔点、粘度的变化情况来看，比现在使用的渣稳定得多。
针对三钢ML08Al钢种为了实现中间包覆盖剂对钢水保温和净化钢液的作用，提出采用中包覆盖渣＋低碳炭化稻壳的双层渣覆盖剂模式，这种覆盖剂模式既能净化钢液又具有保温性能。实验研究了预熔型铝酸钙渣系中包覆盖渣组成和熔点的关系且确定了几种渣系,通过配C基本可用与现场的试验。
关键词：连铸，保护渣，中间包覆盖剂，性能
ABSTRACT ：In view of the condition of Fujian sanming iron and steel Co. at present, the mold fluxes and tundish cover power used in continuous casting were investigated. The result showed that the continuous caster was inclined to using the high melting point and high viscosity mold fluxes. If the mold fluxes melting point and viscosity were lower, the casting billets was liable to appear crosswise and longitudinal hollow. While when melting point and viscosity were higher, the capability of absorbing inclusion for mold fluxes very weakly, especially when cast the ML08Al which contain higher aluminum gathering on the surface of steel fluxes. It is easy to cause the mark distortion, the surface and the hypodermic entrapped slag.
Based on the analysis the problem of the mold fluxes, a new type mold fluxes was development in the lab.Compared the existing products,Al2O3 content of the developing mold fluxes was reduced. There is advantage to further absorb the inclusion. And the low fluorine content mold fluxes could reduce the corrosion of continuous casting equipment. The melting point and the viscosity change of mould fluxes was more stable than used at present after Al2O3 absorption.
In order to realize thermal retardation and the molten steel purification, the tundish cover powder based CaO-Al2O3 slag system was studied. The experimental showed that the developed covering powder can be used in high [Al] steel grades.
Keywords: continuous casting, mold fluxes, tundish cover powder, performance
1 绪论
连铸保护渣是连铸过程中关键性辅料，对连铸工艺的顺行和铸坯表面质量的控制具有重要影响。保护渣从加入到离开结晶器这一过程中所发挥的作用可归结为：对结晶器钢液面绝热保温，避免钢液凝固；保护钢液面不受空气二次氧化；吸收钢液中上浮的夹杂物；润滑运动的铸坯；均匀和调节凝固坯壳向结晶器的传热。在上述诸多功能中，最重要的是润滑铸坯和控制传热两大特性。
中间包过程是连铸中重要的冶金操作单元，具有缓冲、分流钢水, 促进夹杂物进一步上浮,实现多炉连浇的功能。具有绝热保温，防止钢液面结壳。隔绝空气，防止钢液二次氧化，吸收上浮至钢液面的非金属夹杂的作用。因此，中包覆盖剂是连铸过程中重要的辅料。
本课题需要开发三类钢种的连铸保护渣，即低碳含铝钢（ML08Al）、中碳含铝钢（35K）和中高碳不含铝钢（65钢）。同时需要针对（ML08Al）钢种开发中间包覆盖渣，即碱性覆盖剂(主要是CaO-Al2O3基)＋碳化稻壳双层渣。这种覆盖剂模式既能净化钢液又具有保温性能，是目前的发展趋势。实验室首先对现用保护渣和中包覆盖渣性能特点进行检测，并根据与之相关的铸坯表面质量，确定连铸保护渣和中包覆盖渣性能指标范围，然后在实验室进行保护渣优化设计。
摘 要I
ABSTRACTII
1绪论1
1.1连铸用中间包覆盖剂的基本功能及其种类1
1.1.1中间包覆盖剂的基本功能1
1.1.2中间包覆盖剂的种类1
1.1.3 碱性中包覆盖剂的特点2
1.2连铸保护渣的基本功能及其在结晶器中的行为2
1.2.1连铸保护渣的作用2
1.2.2连铸保护渣在结晶器内行为3
1.3保护渣对铸坯质量的影响4
1.4本课题项目背景5
1.5本课题的来源、研究的主要内容6
2 实验方案与设备7
2.1对保护渣的优化方法7
2.2中间包覆盖渣成分的设计方法7
2.3实验仪器及其基本原理9
2.3.1粘度测试9
2.3.2熔点测试11
3实验结果及分析13
3.1现有保护渣的性能13
3.1.1化学成分13
3.1.2 熔点和粘度变化13
3.1.3吸收夹杂后性能变化14
3.2优化后的连铸保护渣性能18
3.2.1预熔料18
3.2.2含铝低碳钢保护渣18
3.2.3中碳含铝钢20
3.2.4中高碳钢21
3.3中间包覆盖剂实验室研究22
3.3.1理论计算中包覆盖渣中SiO2的含量22
3.3.2 中包渣成分的设计23
3.3.3 铺展性测试 26
4结论27
5 致谢28
参考文献29
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作者点评：
通过对三明钢厂现用的连铸相关的保护渣和中包覆盖剂进行熔点，粘度，吸收Al2O3
性能的测试，和对优化后的各个性能的测试的出以下结论：
(1)三钢目前铸机状态均倾向于使用高熔点、高粘度的保护渣。若保护渣熔点、粘度较低则铸坯上很容易出现横向和纵向凹陷。但熔点、粘度较高时，保护渣吸收夹杂的能力很弱，特别是在浇铸ML08Al等酸溶铝较高的钢种时，大量类夹杂聚集在钢渣界面处后，保护渣对铸坯的润滑能力很差，容易造成振痕扭曲、表面和皮下夹渣，这些缺陷对冷镦、拉丝材的质量危害较大。从保护渣性能测试结果来看，通宇冷镦钢保护渣熔点较高, 为1182℃。而龙成冷镦钢渣吸收夹杂后熔点和粘度变化较大，不利于对铸坯的润滑。
(2)优化后的从保护渣组成和性能来看，原渣Al2O3含量较现有生产用渣降低了，这有利于进一步吸收夹杂，并且加入BaO、MnO、B2O3，有利于稳定保护渣吸收夹杂后的性能。并且设计中融合了重庆大学关于低氟保护渣的最新研究成果，降低了保护渣中的F含量，减少的保护渣经二冷水冲击后对连铸设备的腐蚀。从造保护渣中加入Al2O3后熔点、粘度的变化情况来看，比现在使用的渣稳定得多。
(3).实验室开发的预熔型铝酸钙渣系的中包覆盖渣,其作用能够满足Al含量较高的钢种的要求,同时对C含量要求不是很严格的钢种,可以适当加入磷片石墨,以提高中包渣的铺展性。