低碳钢薄板坯高速连铸保护渣研究与优化

发布时间：2021-11-26 21:39

　　针对低碳钢薄板坯高速连铸过程中保护渣液渣层过薄、黏结报警频发、铸坯表面纵裂纹过多等问题,在充分考虑高拉速下低碳钢凝固收缩特性的基础上,确定了保护渣润滑与传热性能的优化方向并开展了工业试验。将保护渣碱度从1.10提高到1.30,Li2O质量分数从0.57%提高到1.06%,Na2O质量分数从5.48%提高到8.16%,碳质量分数由7.71%降低到6.72%。对2种保护渣的流变性能和渣膜3层结构进行了深入研究,发现优化后保护渣渣膜中的液渣层比例增加,渣膜润滑系数α增大;同时,渣膜中的结晶层比例也有一定程度的提高,渣膜热阻系数β增大,从而使保护渣的润滑性能和控制传热能力均得到改善。从矿相分析结果看出,保护渣碱度的提高在一定程度上会促进硅灰石的析出,导致渣膜结晶率提高、热阻增大,进而起到控制传热的目的。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了黏结和裂纹的产生,生产效率和铸坯质量均得到显著提高。 

【文章来源】：钢铁. 2020,55(11)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

低碳钢连铸坯纵裂纹形貌

生产证实，浇铸常规板坯时碳质量分数范围为0.08%～0.15%时连铸坯表面容易出现纵裂纹，属于亚包晶区，连铸工作者一般称之为“包晶钢”[16]。在高拉速薄板坯浇铸过程中发现，尽管钢中碳质量分数低于0.08%（甚至0.05%），铸坯表面仍然容易出现纵裂纹。本文团队经过深入分析，认为造成这一现象主要有工艺和钢种特性两方面的原因。连铸工艺的影响主要体现在以下6个方面：（1）高速连铸结晶器液面波动较大，恶化了初生坯壳厚度的均匀性：（2）漏斗型结晶器的内腔形状会导致坯壳的形状发生连续变化，增大了坯壳受到的应力作用；（3）漏斗型结晶器逐渐向下收紧的特殊形状，使上部的保护渣渣膜随坯壳运动到结晶器中下部时发生堆积，影响坯壳表面的润滑效果；（4）在高拉速下，液面波动大且液渣层很薄[17]，降低了保护渣流入的均匀性；（5）高拉速薄板坯结晶器内渣膜较薄，坯壳表面冷却强度增大；（6）高速薄板坯连铸摩擦力大，坯壳收缩受阻。

统计了热试阶段更换B型保护渣前后黏结发生情况，具体如图3所示。从图3可以看出，在更换B渣（10:20）之前这段时间内，黏结出现6次，较为频繁。经过现场测算，加入新型保护渣后，原渣大概在10min内耗尽，所以统计在10:30(A渣耗尽）之后正常高拉速下使用B渣时发生的黏结情况。经统计，在正常高拉速下使用B型保护渣浇铸铸坯时，黏结次数明显减少，只出现3次，而后趋于稳定，没有再出现黏结。这说明使用B型保护渣在正常高拉速下浇铸低碳钢较A型更适合。从试验结果可以看出，B型保护渣在结晶器弯月面及以下区域的流动性能得到明显提高，有效减少了黏结现象的产生，达到了预期效果。2.2.2 液渣层厚度与保护渣消耗量

【参考文献】：
期刊论文
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[3]高强汽车板连铸坯纵裂分析与保护渣优化[J]. 肖鹏程,朱立光,王杏娟,宋土顺,李建设.  炼钢. 2017(03)
[4]薄板坯连铸高拉速技术研究[J]. 杨杰,姚海明,郝占全.  连铸. 2016(05)
[5]唐钢薄板坯连铸高拉速技术优化研究[J]. 杨晓江.  连铸. 2016(05)
[6]保护渣碱度对薄板坯结晶器平均热流量的影响[J]. 赵和明,潘新红,袁静.  连铸. 2016(03)
[7]Q235B和Q345B钢板坯保护渣渣膜显微结构的对比分析[J]. 韩秀丽,刘磊,刘丽娜,冯润明,刘胜昌,王重君.  钢铁研究学报. 2014(02)
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[9]薄板坯连铸中碳钢SS400纵裂原因分析及控制措施[J]. 张洪波,杨杰,吴振刚,陆晓旭,杨晓江,马建峰.  连铸. 2007(01)
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硕士论文
[1]非牛顿流体连铸结晶器保护渣的研究[D]. 袁志鹏.华北理工大学 2017
[2]低碳钢高温凝固相转变规律实验研究[D]. 马茹.内蒙古科技大学 2013



本文编号：3520970