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《重庆大学》 2009年
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水钢品种钢连铸保护渣的研究及应用

胡志勇  
【摘要】: 随着连铸技术的发展,尤其是拉速的提高、钢种的不断扩大以及对连铸坯质量要求的提高,连铸保护渣已成为现代连铸技术的关键组成部分。本文对水城钢铁集团有限责任公司(简称水钢)品种钢生产情况进行了调查,且对其大量生产数据进行系统统计分析发现:在目前水钢品种钢生产工艺及配套保护渣条件下,浇铸低碳系列焊条焊丝钢时,铸坯表面凹陷严重,漏钢率高达2%;浇铸Q235、20MnSi铸坯表面质量无突出缺陷;浇铸高碳70、82B钢铸坯表面缺陷表现为严重的沟槽,结疤缺陷。为解决水钢品种钢出现的表面质量问题,在实验室研究了品种钢高温热特性以及高温力学性能、连铸保护渣性能与组分的关系,并结合工厂连铸工艺条件,优化、试验了品种钢保护渣,确定了水钢品种钢保护渣理化性能范围。研究得到以下主要结论: ①利用STA449C同步热分析仪、DIL402C热膨胀分析仪和Gleeble-1500D热模拟试验机测试水钢品种钢主要相变温度、线性膨胀系数以及高温力学性能,结果表明:在降温过程中,在温度区间1350~1530℃内,H08的DSC曲线有两个较大的放热峰,即有相变发生。在温度1400~1477℃范围内,H08钢热膨胀系数为22.2683E-06;温度在1350~1400℃范围内,其热膨胀系数为66.4E-06,是1400~1477℃时热膨胀系数的2.98倍。Q235钢降温过程中热膨胀系数与H08有相似的变化,即温度在1350~1385℃范围内,其热膨胀系数为59.7E-06,是1385~1478℃范围内热膨胀系数的2.6倍。温度为1350~1400℃范围内,抗拉强度为3~9MPa,断面收缩率小于40%。可知,H08钢在降温过程中,在温度为1350~1400℃范围,钢凝固因相变发生较大的体积收缩,且高温韧性较差,增大了凹陷和裂纹产生的机率。根据水钢品种钢的高温特性,焊条焊丝钢保护渣应重点考虑传热性能的调控;70和82B钢的保护渣重点增强渣膜的润滑性能。 ②基于水钢品种钢连铸对保护渣性能的要求,在实验室设计出CaO-SiO2-Na2O-F--MgO-MnO-Al2O3渣系,研究保护渣的主要组成范围为:R=0.65~1.05、Na2O=4~12%、F-=3~8%、MnO=0~6%、其中,MgO=4%、Al2O3=3.5%。研究得出各主要组分及含量对熔化温度、粘度和转折温度的影响。 ③在水钢现有工艺条件下,适合于水钢品种钢连铸用保护渣性能范围:浇铸低碳焊条焊丝钢,二元碱度R=0.85~0.95、T半=1150~1180℃、η1300℃=0.5~0.65Pa.S、Tbr=1150~1190℃,吨钢保护渣消耗量0.45 Kg,堆比重0.7~0.75 g.cm-3,其铸坯表面凹陷数量、凹陷的深度和长度都有显著的减小,漏钢率由优化前2%减少到0.13%;浇铸中碳Q235、20MnSi钢,二元碱度R=0.7~0.8、Tm=1135~1165℃、η1300℃=0.45~0.55Pa.S,保护渣吨钢消耗量为0.2Kg;高碳钢70、82B钢,二元碱度R=0.70~0.90、T半=1020~1060℃、η1300℃=0.15~0.30Pa.S,吨钢保护渣消耗量0.48Kg。三系列钢种保护渣性能指标为今后水钢建立保护渣质量评价体系和保护渣质量控制提供有效的依据。为今后水钢保护渣质量控制和建立保护渣质量评价体系提供有效的依据。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TF777

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