联9能01能 2010年12月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
F对高铝钢连铸保护渣理化性能的影响
于雄，文光华，唐萍，王欢
（重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044)
Vol.10 No.6 Dec.2010
摘要：高铝钢连铸过程中，为了避免或减轻钢液中A1与保护渣中SiO2发生反应，设计了低SiO2、高Al,O;含量的高铝钢连铸保护渣，通过添加适量的F调节熔渣理化性能，实验考察了F含量对高铝钢保护渣熔点、粘度特性及渣膜传热特性的影响。结果表明，F含量在5.8%~8.8%内，渣系中平均增加1%的F，熔化温度降低4.5C，保粘度降低 0.004Pa-S：随F含量增加，渣膜热流密度增加，特征时间降低；对于5.8%和8.8%F含量保护渣，保护渣最少孕育时间均为6s，晶体生长需要的最短时间由46s缩短为30s：实验条件下，结晶动力学分析表明其按照1维方式生长关键调：高铝钢：保护渣；热流；动力学
中图分类号：TF777.1
前言 1
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)06-1153-05
钢[12]利用F含量7.69%的保护渣浇注高铝钢连，Wang 等[13]研究了F含量5%~10%的稀土钢保护渣：以上说明
高铝含量钢种[α(AI)>0.5%]连铸保护渣在结晶器内与钢液之间相互作用，对连铸工艺顺行及铸坏质量改善有重要影响。传统高铝钢保护查普遍采用低碱度、低熔点、低粘度保护渣，但钢渣界面处钢液中的[AI]与保护渣中的(SiO2)反应达到平衡后熔渣组成发生较大变化，其冶金性能不稳定，难以满足连铸工艺的要求[12]，本工作设计低SiO2、高AlzO,含量保护渣，试图通过降低熔渣中SiO2活度，同时提高Al2O,活度，避免或减轻钢渣界面反应的发生，防止保护渣变性，稳定浇铸工艺
与常规保护渣类似，需要调整高铝钢保护渣中熔剂
组成以协调熔渣各项冶金功能的正常发挥，F是常规保护渣中重要的助熔剂，是典型的网络修饰体，常以CaF2 的形式引入，其对保护渣的物化性能主要起到了以下三个作用：降低熔渣粘度[3.4]、降低熔化温度[5.6]和促进固态渣膜析晶(17.8]
在实际连铸过程中，F广泛的应用于含活泼金属元素(如Al、稀土等)钢种连铸的低碱度渣系中，Wang等[9) 实验了F"含量接近10%的保护渣应用于高铝含量TRIF 钢，王谦等(10]设计了F含量10%的高铝E2钢保护渣；宝钢["]提出了F含量6%~12%的高铝钢连铸保护渣：攀
在保护渣中添加适量的F有利于改善含活泼金属元素钢种连铸保护渣的性能.以上研究主要针对CaO-SiO2 查系，而本研究渣系主要特点为SiO2含量较低且Al2O；含量较高，但F对于CaO-AlO;渣系理化性能的影响还未见文献报道，为了充分发挥该渣系保护渣的冶金功能，故有必要深入地研究F含量对该潜系理化性能的影响。
因此，本研究采用CaO-Al,O,SiOz-MgO-NazO LizO渣系，分别配入不同含量的F，制成高铝钢连铸保护渣，研究不同F含量对高铝钢保护渣理化性能的影响规律，为高铝钢保护渣的设计莫定理论基础。
2实验 2.1材料与试剂
高铝钢保护渣组成是在CaO-A12Os-SiO2三元渣系中高CaO、高Al,Os、低SiO含量所形成的低熔点区域基础上，通过添加的NazO,MgO,LizO,CaFzBO,等助熔剂配制而成，化学成分见表1.根据专利[14]，SiO 含量低于7%时，熔渣中SiOz与钢液中AI不反应或反应轻微，故本渣系设计SiOz含量为6%.
表1实验用高铝钢保护渣的主要化学成分范围
Table1
Component Content (%, a)
2.2实验方法
Main chemical composition of experimentally prepared slag used for high-Al steel
Na.o
LiOBO,
Cao 29
Alo
30
Sio,
利用渣柱变形法分析保护渣熔融特性，用试样变形过程中形成半球形态时的温度定义保护渣的熔化温度，收稿日期：20100819，修回日期：2010-10-22
基金项目：国家白热科学基金资助项目(编号：50874125)
Mgo 6
10
2
6
F
5.8, 6.8, 7.8, 8.8
利用旋转圆柱体法测定熔渣的粘度及转折点温度
等，过程在MoSiz高温炉内进行，测定粘度的温度为 1300℃C；从1300℃开始，采用5℃/min的降温速率测
作者篇介：于雄(1979-)，男，湖北省武汉市人，博士研究生，主要研究方向为钢铁连铸等：文光华，通讯联系人，E-mail:wenghcqu.edu.cn 万方数据