高碳鋼大方坯連鑄用保護渣的研究.pdf

1、為保證攀鋼大方坯連鑄澆鑄U71Mn、PD3等高碳鋼的生產(chǎn)順行和獲得良好的鑄坯質(zhì)量，在對國內(nèi)外大方坯連鑄保護渣的研究和應(yīng)用情況調(diào)研基礎(chǔ)上，根據(jù)大方坯連鑄高碳鋼的特點、難點，結(jié)合攀鋼鑄機參數(shù)和工藝條件，開展了攀鋼大方坯連鑄高碳鋼用保護渣的研究。 采用Gleeble-1500熱模擬試驗機測試了重軌(U71Mn)鋼的高溫力學(xué)性能，并建立了鑄坯潤滑模型，用該模型探討了保護渣的主要物理性能及渣圈的生成對鑄坯潤滑的影響。利用高溫物性測定儀、粘

2、度計和DTA1700熱分析儀研究了CaO-SiO2-Al2O3-Na2O-CaF2-MgO渣系中各組分及含量與熔化溫度、粘度和析晶溫度的關(guān)系。采用渣柱法和熔化率法兩種不同的測試方式進行了碳質(zhì)材料與保護渣熔化速度的關(guān)系研究。并利用X光衍射儀、電子探針和顯微觀察等手段，對燒結(jié)過程試樣的礦相變化和顯微結(jié)構(gòu)特征進行了較為全面的研究分析，在此基礎(chǔ)上對保護渣的燒結(jié)機理和碳質(zhì)材料、原料預(yù)處理對燒結(jié)特性的影響進行了探討，并從燒結(jié)機理上分析了渣圈的生成原

3、因，創(chuàng)新性地建立了保護渣燒結(jié)特性的定量化評價級方法和評價指標體系。 在本研究條件下，模型計算表明隨保護渣熔化溫度、粘度的升高，以及渣圈的生成，鑄坯潤滑情況惡化。高溫力學(xué)性能測試表明重軌鋼的高溫塑性差，保護渣的研究重點應(yīng)在解決鑄坯潤滑上。提高保護渣堿度，增加渣中Na2O、CaF2、MgO含量能夠降低保護渣熔化溫度、粘度，但析晶溫度隨堿度的提高和Na2O含量的增加而升高。在評價碳質(zhì)材料種類與保護渣熔化速度的關(guān)系時，熔化率法比渣柱法能

4、夠更準確地反映出實際生產(chǎn)中不同碳質(zhì)材料對熔化速度的作用大小，中超碳黑控制熔化速度的能力強于其它碳質(zhì)材料，且能夠在熔化過程中有效地抑制保護渣燒結(jié)。 燒結(jié)特性研究揭示了保護渣的燒結(jié)過程是由固相反應(yīng)和液相燒結(jié)構(gòu)成。固相反應(yīng)在約600℃時產(chǎn)生，生成礦相主要有Ca2SiO2F2、Ca4F2Si2O7等，同時還有一定的液相生成，隨后因液相的出現(xiàn)而燒結(jié)致密。測試保護渣燒結(jié)過程的體密度－－溫度關(guān)系及致密化起始溫度和致密化速率可定量評價保護渣的燒

5、結(jié)特性。燒結(jié)的致密化起始溫度高低和致密化速率大小是影響保護渣生成渣圈的重要因素，燒結(jié)致密化起始溫度低或致密化速率大的保護渣在生產(chǎn)應(yīng)用中易生成渣圈。在保護渣中加入碳質(zhì)材料，對原料進行預(yù)熔化或預(yù)加熱處理可提高保護渣的致密化起始溫度或降低致密化速率，從而可抑制或減輕保護渣生成渣圈。 研究表明攀鋼大方坯連鑄保護渣的化學(xué)組成宜以CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、CaF2和MgO為主，適當加入BaO和SrO等特殊組分。保護渣的堿度(C