20Mn23AlV钢用低反应性连铸保护渣的开发

20Mn23AlV高锰无磁钢的高铝含量导致连铸过程中钢水与连铸保护渣的剧烈反应,连铸坯产生大量裂纹缺陷,影响其连铸正常生产。为提高铸坯质量,保证20Mn23AlV高锰钢连铸生产顺行,本研究对现场生产20Mn23AlV的连铸工艺和采用的连铸保护渣进行了系统的研究和分析。通过实验室的感应加热炉进行渣-金反应试验,并结合化学分析和扫描电镜等方法研究开发出20Mn23AlV低反应性连铸保护渣,并采用工业试验证明采用低反应性连铸保护渣可以消除连铸坯表面裂纹缺陷,20Mn23AlV高锰钢铸坯修磨量可由8%降低至1%。     

CaO-SiO2 -A2O3系保护渣加Li2O对高铝钢20Mn23AlV连铸板坯表面纵裂纹的影响

研究了 1.5%～2.5% Al的20Mn23AlV钢200 mm × 1260 mm铸坯表面纵裂纹产生机理。结果表明:20Mn23AlV表面纵裂纹与结晶器保护渣变性有关。保护渣渣中加入5.49%的Li₂O大幅提高了该钢种浇注过程保护渣理化指标的稳定性,且有利于将该钢种连铸坯表面纵裂发生几率由23.8%降至0.3%以下。     

CaO-SiO_2-Al_2O_3系保护渣加Li_2O对高铝钢20Mn23AlV连铸板坯表面纵裂纹的影响

研究了 1.5%～2.5% Al的20Mn23AlV钢200 mm × 1 260 mm铸坯表面纵裂纹产生机理。结果表明:20Mn23AlV表面纵裂纹与结晶器保护渣变性有关。保护渣渣中加入5.49%的Li_2O大幅提高了该钢种浇注过程保护渣理化指标的稳定性,且有利于将该钢种连铸坯表面纵裂发生几率由23.8%降至0.3%以下。     

小方坯连铸中碳钢铸坯表面缺陷与保护渣性能选择

首钢二炼钢160 mm×160 mm小方坯连铸使用高碳钢类型FRK-45型保护渣生产碳质量分数为0.35%~0.50%钢时,连铸坯表面出现大量的纵向裂纹和横向凹坑缺陷。通过降低连铸机拉速,提高保护渣的碱度,延缓保护渣熔化速度,改善铸坯坯壳与结晶器壁之间渣膜的传热等技术措施,使铸坯的表面缺陷得到了有效的控制。     

合金钢连铸结晶器保护渣的基本功能

分析了合金钢连铸结晶器保护渣对钢水的保温和避免钢液氧化功能、吸收夹杂物的能力、以及润滑铸坯和控制传热的功能。改善保护渣的保温性能，有利于减轻振痕缺陷和铸坯皮下夹渣，提高保护渣吸收夹杂能力，防止高合金钢连铸时的漏钢和减少铸坯夹渣缺陷；而协调保护渣传热与润滑的功能对避免粘结漏钢和减少铸坯表面纵裂纹和微裂纹有着不可低估的作用。     

包晶钢连铸坯表面纵裂与保护渣性能选择

 某钢厂宽厚板250 mm×1 820 mm连铸机使用包晶钢类型MB-59型保护渣生产[w(C)]为0.120%～0.150%钢种时,连铸坯表面出现大量纵向裂纹与皮下裂纹缺陷。通过提高保护渣碱度,降低保护渣黏度,改善铸坯坯壳与结晶器壁之间渣膜传热等技术措施,使铸坯的表面裂纹与皮下裂纹缺陷得到了有效控制。同时,对浇注[w(C)]为0.090%～0.120%钢种时采用MB-59型保护渣连铸坯表面无裂纹的原因进行了探讨分析,认为由于选分结晶,优先凝固的坯壳中碳质量分数低于钢液原始碳质量分数,使优先凝固的坯壳中[w(C)]实际已经小于0.090%,不再属于裂纹敏感性强的包晶钢范围,因此表面质量较好。     

低碱度高结晶率连铸保护渣的研究与应用

针对攀钢连铸 Q2 35 G等包晶钢生产中出现的铸坯表面裂纹问题 ,在调查分析裂纹特征及其产生原因的基础上 ,发现保护渣传热过强和保护渣流入不均是诱发角横裂产生的主要原因。通过对保护渣结晶特性的研究 ,开发出了低碱度 (Ca O/ Si O2 <1.0 )、高结晶率的新型包晶钢用连铸保护渣。工业试验表明 ,研制的保护渣具有良好的使用效果 ,所浇铸坯表面质量优良 ,铸坯裂纹较少 ,表面角横裂发生率降低到 4 .19% ,纵裂发生率为 3.4 2 % ,且保护渣润滑作用良好 ,未发生漏钢事故。     

高铝钢连铸保护渣的研究现状

针对高铝钢连铸过程中保护渣Al2O3含量显著增加的特点,介绍了浇铸过程中连铸保护渣Al2O3的来源及其对性能的影响以及连铸保护渣吸收Al2O3的研究。通过总结国内外近年来关于高铝钢连铸保护渣的研究现状指出,现用高铝钢连铸保护渣主要采用低Al2O3、高SiO2组分且使用过程中有大量渣条产生,并使铸坯表面产生较深的凹痕;而高Al2O3、低SiO2组分可以稳定高铝钢浇铸过程中保护渣成分和性能变化,并可用于高铝钢保护渣的研制。     

高铝钢用低反应型保护渣成分对其黏度的影响

摘要：汽车轻量化有助于保护环境、节约能源,高铝钢有利于减轻汽车质量同时维持强塑性。但由于连铸过程中传统结晶器保护渣界面反应的制约,高合金钢铸坯质量和操作流畅性受到很大影响,引起裂纹、漏钢等问题。不仅会造成安全事故,还会增加成本。低反应型CaO Al2O3系保护渣相对于传统保护渣,SiO2质量分数在6%~10%之间,［Al］和(SiO2)渣钢界面反应程度显著减弱,具有提高铸坯质量和确保操作顺行的潜力。设计此类保护渣时应该考虑渣钢界面反应、渣中元素向钢液中富集对铸坯质量的影响以及可能的结晶相种类。探讨了低反应型保护渣中成分对黏度变化机制的影响,即熔渣结构的变化、渣系过热度的变化和结晶相的变化。分别讨论了CaO/Al2O3、B2O3、Na2O、Li2O和CaF2在CaO Al2O3渣系中的作用,旨在为满足高铝钢连铸生产的新一代低反应型保护渣系的设计与优化提供思路与便利。     

高铝钢连铸保护渣性能的控制

 高铝钢连铸过程中,钢渣反应将导致连铸保护渣成分和性能发生较大的变化。论文从热力学方面分析了高铝钢钢渣反应特性,计算结果表明为了减少渣中SiO2的还原,应控制渣中的SiO2含量,此外,在连铸保护渣中配加MnO能抑制渣中SiO2的大量还原;同时采用高碱性高玻璃化连铸保护渣理论保证熔渣在钢渣反应和吸收Al2O3夹杂后性能的稳定性。在此基础上,进行了工业性试验,结果表明：高铝钢连铸保护渣吸收夹杂物后熔点和粘度变化不大,铸坯表面和皮下质量良好,完全满足高铝钢浇铸要求。     

无磁钢20Mn23AlV冶炼和连铸生产实践

通过对20Mn23AlV冶炼和连铸技术的研究与开发,结合工业化生产实践,解决了该钢在冶炼和连铸生产中出现的一些问题,成功生产出无纵裂且合格的连铸坯,铸坯和热轧板质量不低于模注钢,连铸坯综合成材率可达到86.3%,比钢锭成材率提高18%。经过生产实践提出:解决20Mn23AlV纵裂问题,需在提高结晶器保护渣性能上做更深入的研究。     

CaO-Al2O3基低反应性保护渣熔化及流动特性的成分控制区域研究

摘要：传统CaO-SiO2系保护渣在浇铸高锰高铝钢时,渣中SiO2易被钢中Al还原,造成保护渣成分改变和性能恶化,危害铸坯表面质量和连铸过程顺行。为了抑制钢 渣反应,旨在减少渣中氧化性组分的低反应性,CaO-Al2O3基渣系是重要选择方向。在评估高锰高铝钢凝固特性和传统反应性保护渣基础上,提出了低反应性保护渣基本性能要求,并采用单纯形法设计了CaO-Al2O3基保护渣系的试样组成。通过测试实验渣样的熔化特性和流动特性,获得了5组低反应性连铸保护渣熔化流动特性的成分控制区域。典型区域基本性能为：熔化温度（半球点温度）900～1100℃,1300℃的黏度0.1～0.2Pa·s,转折温度900～1150℃。     

Properties of High Basicity Mold Fluxes for Peritectic Steel Slab Casting

 In high speed continuous casting of peritectic steel slabs, mold fluxes with high basicity are required for less surface defect product. However, the basicity of remaining liquid slag film tends to decrease in casting process because of the crystallization of 3CaO·2SiO2·CaF2. Thus, a way is put forward to improve mold fluxes′ properties by raising the original basicity. In order to confirm the possibility of this method, the effect of rising original basicity on the properties of mold fluxes is discussed. Properties of high fluorine based mold fluxes with different basicities and contents of CaF2, Na2O, and MgO were measured, respectively. Then, properties of higher basicity mold fluxes were discussed and compared with traditional ones. The results show that increasing the basicity index can improve the melting and flow property of mold fluxes. With the increasing basicity, crystallization rate of mold fluxes increases obviously and crystallization temperature tends to decrease when the basicity exceeds 1.35. The method presented before is proved as a potential way to resolve the contradiction between horizontal heat transfer controlling and solidified shell lubricating for peritectic steel slab casting. But further study on improving the flow property of liquid slag is needed. This work can be used to guide mold fluxes design for high speed continuous casting of peritectic steel slabs.     

包晶钢Q235B表面纵裂原因分析

针对包晶钢连铸生产时易出现表面纵裂这一问题,结合现场生产实际情况,通过对生产数据的统计,详细分析了钢水成分、结晶器水冷却强度、浸入式水口插入深度、保护渣、拉速等对连铸板坯表面纵裂纹产生的影响,并提出相应的解决办法,使板坯表面纵裂纹的发生控制在0．05％以下,提高板坯表面质量。     

Wetting Behavior of Mold Flux Droplet on Steel Substrate With or Without Interfacial Reaction

The slag entrapment in mold tends to cause severe defects on the slab surface, especially for casting steels containing active alloy elements such as Al, Ti, and Mn. The wetting behavior of molten mold flux on the initial solidified shell is considered to be a key factor to determine the entrapment of mold slag on the shell surface. Therefore, the wetting behavior of mold flux droplet on the steel substrate with or without interfacial reaction was investigated by the sessile drop method. The results indicated that the melting process of mold flux has a significant influence on the variation of contact angle, and the final contact angle for Flux1 droplet on 20Mn23AlV is only 15 deg, which is lower than the other two cases due to the intensive interracial reactions occurring in this case. In addition, the thickness of the interaction layer for the case of Flux1 on 20Mn23AlV is 10-μm greater than the other two cases, which confirms that the most intensive reactions occurred at the interface area. The microstructure and element distribution at the interface analyzed by a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrum (EDS) suggested that the increase of wettability of mold flux droplet on the steel substrate is caused by the migration of Al, Mn, and Si elements occurring in the vicinity of the interface. The results obtained in this article can reveal the mechanism of flux entrapment by hook or shell and provide theoretic guidance for mold flux design and optimization.     

0.12%~0.16%C铬钼钢连铸板坯表面纵裂的控制

12Cr2Mo,14CrMo和15CrMo钢的生产流程为铁水-110t BOF—LF—VD-300 mm×（1700~2400）mm板坯CC工艺。分析了钢中碳含量,Mn/S,结晶器倒锥度,结晶器冷却工艺和保护渣,浸入式水口插入深度等因素对连铸板坯表面纵裂的影响。通过将优化前3种钢的结晶器倒锥度1.10优化成12Cr2Mo钢1.20,14CrMo钢1.15,15CrMo钢1.10,浸入式水口的插入深度由原先的170~180 mm调整到140~150 mm,使用粘度较低的保护渣（碱度1.25,1300℃粘度0.129 Pa·s）,以增加渣液的流动性,连铸板坯表面纵裂缺陷得到了有效的控制,纵裂率由原先的8.9%降低到优化后的3.2%。     

高速连铸结晶器内凝固传热行为及其均匀性控制

从分析高拉速包晶钢板坯连铸结晶器内凝固传热行为特征入手,首先阐明拉速对结晶器内的界面热阻、凝固坯壳的温度与应力分布的影响规律,研究发现拉速超过1.6 m·min?1时,界面热阻明显增加,拉速由1.4 m·min?1提升至1.6 m·min?1和1.8m·min?1时,出结晶器坯壳厚度相应减少约10%,其发生漏钢的危险不断增加;在此基础上,阐述了结晶器的内腔结构、保护渣、振动与液面控制等控制结晶器内坯壳凝固均匀性的相关技术。要实现高速连铸,首要应考虑结晶器内腔结构的优化设计,使其能更好地迎合凝固坯壳的生长,研制适合包晶钢等凝固特点的专用连铸保护渣至关重要,铸坯鼓肚控制也是保障高拉速液面稳定的关键。      

高铝奥氏体无磁钢20Mn23Al2V板坯连铸结晶器保护渣的研究

浇铸过程无磁钢20Mn23A12V(/%:0.14~0.20C、≤0.50Si、21.5~25.0 Mn、1.50~2.50Al、0.04~0.10V)中的Al-[Al]易与保护渣中的SiO₂-(SiO₂)反应,导致结晶器保护渣变性,要求低碱度、低Al₂O₃的保护渣;并且该钢合金元素含量高,液相线温度低,要求低熔化温度的保护渣。设计了3种低碱度(0.55~0.61)、低熔化温度(904~1 015℃)的结晶器保护渣(/%:20.2~24.4CaO、35.3~40.0SiO₂、2.2~4.1Al₂O₃、3.0~5.0B₂O₃),经25 t中间包,200 mm×1 260 mm板坯连铸试验。结果表明,5.0%B₂O₃,碱度0.50~0.60、熔化温度1 010℃、粘度0.215Pa·s的无磁钢20Mn23Al2V保护渣在0.60~0.65 m/min拉速下能较好的满足连铸工艺要求。