薄板坯连铸保护渣冶金性能实验研究

　　薄板坯连铸连轧是上个世纪末期才逐步成熟起来的一项冶金工艺,除高的生产效率和低的能源消耗等优点外,其高质量的板带产品更是对于调整我国的钢材产品结构,提高板材比具有非常大的吸引力,因此国内在短短几年内先后投产了7条薄板坯连铸连轧生产线,其中薄板坯连铸工艺是重要的组成部分,它决定着最终产品的质量和产量。结晶器保护渣则是薄板坯连铸中的关键技术和重要材料,起着润滑铸坯、改善传热和吸附夹杂的冶金作用[1-2],因此在引进生产线的同时,各企业也非常重视结晶器保护渣的选型和使用,但各企业生产中都发生了与保护渣有关的质量和运行问题,如铸坯表面出现纵裂、发生漏钢事故等。文中就是针对这种情况,采集了5种薄板坯连铸生产中使用的保护渣进行了试验研究和理论分析,根据工艺要求提出了现行保护渣的改进方案,并为薄板坯连铸保护渣的设计提供了理论依据。

　　1　保护渣化学成分

　　对保护渣成品渣样和渣膜渣样进行成分分析,分析结果示于表1。

　　2　保护渣熔化特性研究

　　2.1　研究方法及实验装置

　　采用RDS-04全自动炉渣熔点熔速测定仪对薄板坯连铸保护渣熔化温度和熔化速度进行研究。应用试样变形法测定试样变形量与温度的关系,其中试样开始变形的温度定为初始熔化温度,试样高度降为原高度的1/2呈半球形时的温度定为半球点温度,即保护渣的熔化温度,试样全部变为液体时即渣柱高度降为原高度的1/4时的温度定为流动温度。

　　2.2　实验结果及讨论

　　表2为各渣样熔化温度的实测值。其中渣A、渣D熔化温度分别为1057℃和1064℃,可以使保护渣在结晶器内弯月面保持良好的熔融状态,而且使结晶器长度方向上的铸坯凝固坯壳表面的渣膜处于液态,有利于改善铸坯在结晶器内的润滑状况,降低摩擦力,防止铸坯拉漏,同时有助于改善铸坯表面质量,提高拉速。A、D的碱度接近,都在1.0以下,故其熔化温度较碱度在1.0以上的渣B、渣C、渣E低。虽然渣样A、D碱度相近,但由于渣样A中w(Na2O)为14.8%,以至渣样A比D的熔化温度和流动温度略低。试样B、C、E碱度高导致熔点较高,使用时在结晶器内初始液态渣膜中随着温度的降低易析出高熔点物质相,使保护渣粘度增大,液态渣膜存在区域减小,恶化保护渣润滑性能和传热条件,易出现裂纹等表面质量问题,进而迫使拉速下降[3-5]。生产中发现使用渣B、C、E时铸坯表面易出现渣皮和结渣。图1为渣A熔化过程中开始熔化温度、半球点温度、流动温度视图。熔化速度实验结果列于表3。