镀锡板钢种连铸用低成本含BaO结晶器保护渣的研究

以往在连铸生产低碳镀锡板钢种时,结晶器保护渣中的Na+常在连铸坯表面富集,产生NaOH腐蚀,连铸坯经过轧制后表面出现夹渣及白斑缺陷。为了避免此类缺陷的再次发生,有必要开发应用Na_(2)O含量低于2.0%的保护渣。目前国内、外开发生产的保护渣多使用含Li_(2)O材料替代含Na_(2)O材料,但是由于含Li_(2)O材料价格昂贵,致使保护渣的生产成本攀升。通过大量的研究和工业化试验,表明在保护渣中加入BaO,即可达到设计的理化性能,满足客户要求。

低碳钢板坯连铸结晶器用无氟保护渣的研制与应用

通过在低碳钢板坯连铸结晶器用保护渣中加入含B 2O 3的低熔点助熔剂材料,代替保护渣中的氟、钠,减小氟化物在连铸过程中的危害,设计保护渣的物理指标中碱度为1.15~1.25,熔点为1045~1105℃,黏度0.25~0.45 Pa·s,氟含量为零,固定碳含量在2.5%左右。该类保护渣在低碳钢连铸中的使用效果良好,降低了氟对环境和操作人员身体的危害,同时提高了浸入式水口的使用寿命以及铸坯表面质量。

包晶钢方坯连铸用无氟保护渣的研制与应用

保护渣中的氟元素在连铸过程中会产生有害的氟化物,对生产设备、环境及操作人员造成危害。通过向保护渣中加入含Li2O、B2O3、BaO、MnO等成分的材料,进行含氟材料替代试验。在实验室利用X射线荧光分析仪、高温物性测定仪、高温黏度测定仪等设备对试验样品进行初步分析,成功研制出合适的无氟保护渣。再利用X射线衍射仪和场发射扫描电镜等设备对无氟保护渣和常规含氟保护渣进行对比分析,结果表明无氟保护渣和常规含氟保护渣具有相似的微观结构及物相。色度测试还发现这两种保护渣具有相近的表面色度,说明研制的无氟保护渣具有类似润滑特性和控制传热能力。经过工业试验,证明无氟保护渣具有相同的作用、功能,可以延长浸入式水口的使用寿命,改善二冷水水质,能够满足现场使用要求。

利用高黏度保护渣解决低碳钢铸坯表面夹渣缺陷

低碳钢铸坯在连铸过程中表面容易产生夹渣缺陷。通过增加保护渣中MgO、MnO、Al2O3等的含量,可在提高保护渣黏度的同时加大保护渣的表面张力以及钢-渣界面张力,有利于钢、渣分离。根据经验公式η1 300℃·Vc=0.1~0.35以及武钢炼钢总厂四分厂连铸机拉速为1.3 m/min的实际情况,将试验保护渣黏度设计值由0.13 Pa·s提高到国内外专家要求的最大值0.25 Pa·s,连铸坯轧制钢材表面夹渣率由50%大幅度下降到20.5%。为了进一步降低夹渣率,根据试验情况及国内外保护渣设计理念,再次将保护渣的黏度由0.25 Pa·s提高至0.45 Pa·s,同时引入含量2%的Li2O,以改善传热条件,保证良好的润滑效果,实现保护渣均匀地消耗凝固,为坯壳均匀形成创造更有利的条件。最终将钢材表面夹渣率降到0.35%,提高了连铸坯及轧材合格率,满足了客户需求。

喷雾干燥法制备空心颗粒连铸保护渣

在连铸成型的过程中,铜结晶器需要在高温条件下连续使用保护渣材料,以满足钢水凝固坯壳与结晶器之间的传热、润滑等工艺要求。连铸成型对保护渣宏观结构、形貌、含水率等理化性能有着非常高的要求。利用旋转黏度仪对不同含水配置的保护渣泥浆黏度进行测试,利用喷雾干燥生产线对不同料性泥浆进行试验性生产,利用DSC-TG、SEM、粒度分析、铺展性测试等手段,对所制得的保护渣结构与性能表征结果开展研究,获得了较优性能的空心颗粒保护渣与其生产工艺参数。结果表明,随着泥浆中水加入量(质量分数)由33.7%增加到53.7%,其黏度由25.1 Pa·s降低到7.6 Pa·s,流动性增强。不同的喷雾干燥进口热风温度可适应的泥浆水含量范围有所不同,且对保护渣中的残余水含量影响较大。保护渣的粒度分布集中在[0.16,0.50)mm,其中[0.35,0.45)mm的保护渣占55%以上,安息角为29o。通过喷雾干燥方法制备出的保护渣有明显的空心球结构,颗粒的同心度与铺展性能良好。研究结果对利用喷雾干燥方法生产保护渣具有参考意义。

CaO-SiO_(2)基连铸保护渣的析晶行为与传热性能研究

研究了SiO_(2)与CaF_(2)的含量变化对连铸保护渣的结晶及微观结构的影响,并分析了晶相的种类和形貌对热导率的影响。利用DSC测量了保护渣的析晶温度,表明析晶温度随SiO_(2)含量的降低与CaF_(2)含量的增加而降低。XRD结果表明保护渣析出了枪晶石、黄长石和少量萤石。随SiO_(2)含量的降低与CaF_(2)含量的增加,试样中结晶相的含量不断增加。FE-SEM分析说明黄长石主要为层状的晶体结构,枪晶石为颗粒或颗粒的堆积结构。晶体的排列致密程度、晶体的尺寸以及其分布情况都会对热导率产生很大影响。CaF_(2)含量的增加,保护渣析出的黄长石晶体生长更加完全,片状尺寸增大的趋势更加明显。导致导热系数呈降低趋势,导热系数由1.21W/(m·K)降低到0.93W/(m·K)。

低碳钢表面纵裂与夹渣缺陷改善

国内某厂板坯较高拉速1. 8 m/min时,连铸坯表面同时出现大量表面纵裂纹和铸坯表面及皮下夹渣缺陷。经过分析探讨其产生的原因,设计了连铸保护渣,但是在高拉速情况下,连铸保护渣控制传热能力和润滑能力之间矛盾就凸显出来,二者兼顾不到位会引发粘结报警及漏钢事故。通过加入Li2O(3%)、MnO(3. 5%)对连铸保护渣配方进行优化设计,连铸保护渣的润滑能力和控制传热能力得到兼顾,经过工业试验,连铸坯表面纵裂纹率由4. 5%下降到0. 2%,钢板夹渣缺陷率由5%下降到0. 3%,连铸坯的质量得到改善,确保了连铸工艺的顺行,达到了用户的需求。

特厚板中碳低合金钢用结晶器保护渣的研制与应用

特厚板中碳低合金钢的浇铸,因钢种中合金元素含量高,出现纵裂纹、横裂纹的缺陷率大,为降低缺陷率,通过优化连铸保护渣来解决当前存在的问题:1)为保证良好的控制传热效果,采取较高的碱度,控制二元碱度w(CaO)/w(SiO_2)在1.0~1.2,同时引入含MnO_2的材料进行着色;2)因拉速低,为防止深振痕产生,采用较高的黏度(1 300℃下0.2~0.3Pa·s);3)为保证良好的流动性及控制好合适的渣层结构,采取合理的配碳结构(2.5%炭黑+4%石墨),及合适的熔化温度(1 140~1 180℃);4)提高保护渣在使用过程的稳定性,防止变性,引入含B_2O_3、BaO类材料,同时采取混合基料。通过上述措施,成功研制出了满足特厚板中碳低合金钢浇铸的连铸保护渣,使铸坯裂纹缺陷率由之前的30%降低到1%以下。

高耐候Q355GNHDZ25钢板的研制

针对GB/T 4171—2008标准对高耐候Q355GNHDZ25钢板的要求,通过合理的化学成分设计,结合CCT曲线的计算,制定了合理的冶炼、加热及轧制工艺。所试制的Q355GNHDZ25钢板组织均匀细小,钢质纯净,具有良好的抗层状撕裂性能和耐大气腐蚀性能,并兼顾了优异的低温冲击韧性和强度,完全满足标准的要求。

倒角结晶器保护渣在含硼钢的开发与应用

针对国内某钢厂生产含硼钢SS400B时,板坯存在严重角部横裂纹缺陷,为防止热轧钢卷形成翘皮缺陷,把直角结晶器改为倒角结晶器,但是引起结晶器内钢水流场、凝固坯壳受到摩擦力及倒角面温度的改变,角部横裂纹虽然得到控制但是倒角面容易产生纵裂缺陷。通过开发倒角结晶器保护渣,从保护渣结晶性能、润滑性能和配碳模式3个方面的设计开发了适应该类含硼钢种浇铸的倒角结晶器保护渣理化性能指标。工业试验表明,含硼钢SS400B板坯角裂得到有效控制,板坯角部缺陷率由8.2%降低到0.3%,能够满足用户的使用要求。