高速连铸用结晶器保护渣的研究

结晶器保护渣在很大程度上决定了钢连铸工艺的稳定性。已采用高温X射线衍射以及保护渣X射线衍射和显微技术研究了致使结晶器保护渣熔化和结晶器渣凝固的工艺。研究发现，在加热期间，某种保护渣在熔化发生前显示出独特的相态关系顺序。在冷却和凝固过程中，会形成一种或多种晶相。在对Corus薄板坯连铸机上获得的渣圈和渣膜进行分析后也证实了这种高温性能方面的发现。最后，本文将结晶器保护渣的详细性能加之一些计算与薄板坯连铸机的工厂数据进行比较。本次研究结果不仅能使我们更好地了解薄板坯连铸机结晶器保护渣的功能，而且还能用于当前或更高铸速的结晶器保护渣的设计指导之中。

监查二冷系统，提高板坯质量和产量

在连铸机的整个使用期内，生产需求变化多端。稳定地生产较高质量的产品需要连铸机具备更高的灵活性。二冷系统是连铸机上的关键部分，它的改进有助于提高板坯的质量和产量以及连铸机的灵活性。连铸机二冷监查是确定现有冷却系统如何对产品质量和产量产生影响的一种系统化、结构化的方法。小到喷嘴能力的提高，大到二冷系统的重新设计，都属于监查的范围。

减小振痕深度，细化大方坯表面奥氏体晶粒

铸态大方坯表层奥氏体晶粒的细化有利于减少钢材的表面裂纹。本研究旨在澄清冷却速率对铸态奥氏体晶粒尺寸及其长大机理的影响。在较小行程和较高频率的振动条件下，振痕的深度和间隔减小，方坯表面的晶粒得到细化。估计奥氏体相温度区的平均冷却速率为6～16K／s，与振痕特性相关。即使当振痕特性改变时，奥氏体晶粒的生长方向也不改变。表层下的奥氏体晶粒尺寸也取决于方坯表面的奥氏体晶粒尺寸。

新型钢水夹杂在线检测系统

ESZ-PAS系统能够即时测定钢水试样中较大夹杂物或夹杂簇的总量，可用于预测最终产品的特性和洁净度。

用摄像机检视炉口探测BOF喷溅

在碱性氧气转炉炼钢过程中，泡沫溢流或喷溅会引起操作和环境问题。大多数钢厂对转炉喷溅既无探测又无记录。本文介绍了一种喷溅探测算法，它以观察转炉炉口的摄像机所拍之图像为基础。该算法简单且方便在线使用，其敏感性和特异性分另q为0．74和0．94。使用该算法可以迅速探测喷溅情况并能防止大部分的喷溅炉次。

连铸浸入式水口中的钢水流动特性

连铸结晶器中钢水流动的控制会直接影响板坯和产品的表面和内部质量。虽然结晶器中的钢水来源于浸入式水口，但着眼于浸入式水口中液流方面的研究却很少。本研究借助于液态合金模型与钢流模型，通过透明的浸入式水口现场观察了浸入式水口中的钢水流动情况。随后又在工业连铸机上测量了结晶器弯月面处排出的氩气。在液态合金模型试验中，势流和活塞流的形成取决于氩气流量、金属流量以及水口直径。减少氩气流量、增加金属流量以及缩小水口直径都会导致水口中弯月面高度的升高。通过透明的石英玻璃水口观察钢流。势流与活塞流的出现也都取决于氩气流量。根据从结晶器弯月面处测量的氩气净流量，发现从上滑板中吹入的氩气有20％左右被带入水口中。根据这些试验结果可以得出以下结论：在平常操作过程中，传统板坯连铸机的浸入式水口内充满钢水，钢流类似活塞流。

加热期间连铸板坯的热韧性

在实验室用Gleeble热模拟试验机对连铸板坯试样进行了高温拉伸试验，以研究铸态条件下加热期间钢的延性和热韧性。本文介绍了C含量为0．003～0．521％（质量分数）以及不同含量的Nb、Cr和N的10个不同炉次从室温加热至1025℃之间的断面收缩率和断裂能，确定了300℃和650℃左右出现与韧性有关的延性极小值，建立了断面收缩率和比断裂能与钢成分相关元素之间的关系，并定义了将300℃脆变时的N含量以及650℃最小延性时的微合金元素Nb考虑在内的当量C浓度，最后提出了铸态碳素钢板坯可能发生裂纹敏感性的断面收缩率和比断裂能的极限值。

钢包处理过程中温度对氧活度的影响

在工厂试验中研究了温度对钢中氧活度的影响。试验中，在钢包精炼的各个阶段，同时测量两种深度情况下的温度和氧活度。正如预期的一样，研究结果表明，取样时当钢表面没有渣时，钢水表面存在大的温度梯度。另外还发现大部分钢包精炼期间，较低测量位置下测得的氧活度比较高位置下的氧活度高。这可解释为氧活度对温度的依赖。从本次研究及早先的试验工厂所报道的数据显示，Si—SiO2或Al—Al2O3平衡控制着氧活度。

高速浇铸对结晶器保护渣的要求

结晶器保护渣对连铸工艺的稳定性起着举足轻重的作用。结晶器渣（即熔渣）的主要功能是为生长中的坯壳与结晶器之间提供充分的润滑并控制热传递。充分的润滑要求结晶器保护渣的熔化不受干扰，且结晶器渣能够均匀渗透。在荷兰艾默伊登（Umuiden）钢铁公司的浇铸实践中我们发现，在以5～6m／min的高速浇铸薄板坯时，这些要求显得更为重要。Corus RD＆ T公司用X射线衍射以及Rietveld全定量分析法描述结晶器保护渣的特征。此外，还采用高温X射线衍射现场研究了结晶器保护渣的熔化情况以获得关键的熔化关系方面的知识。利用扩展显微技术对薄板坯连铸机结晶器中的渣圈进行分析以了解渣圈的形成与生长机理。最后又描述了浇铸后所得渣膜的特征。经研究分析，我们不仅对结晶器保护渣的熔化过程，而且对渣圈的形成及生长机理都有了很深入的了解，从而可以确定更高铸速下对结晶器保护渣成分与性能的要求。