低合金钢保护渣渣膜矿相结构对铸坯质量的影响.doc

低合金钢保护渣渣膜矿相结构对铸坯质量的影响
韩秀丽1,2,刘磊1,刘丽娜1,朱立光3,冯润明4,刘志远4
(,河北唐山063009;,河北唐山063009;,河北唐山063009;,河北唐山063009)
摘要:针对唐钢中厚板材有限公司低合金钢Q345B连铸过程中出现的铸坯质量问题,系统研究了现场结晶器内渣膜的结构、矿相组成和结晶率;并结合现场铸坯质量,分析渣膜的润滑与传热性能,确定了适用于低合金钢Q345B板坯连铸生产较合理的矿相结构特征。结果表明,低合金钢Q345B的渣膜应为两层结构或多层结构,结晶层和玻璃层交替出现;主要结晶矿物为枪晶石和黄长石,在结晶过程中没有偏向性析出;有较多的玻璃相生成,结晶率相对较低,在35%~65%。为更好地保证铸坯质量,针对唐钢中厚板坯Q345B的连铸生产,建议在现用的保护渣原渣中适当提高。Fe2O3和MgO的含量,同时还要调整好现场的浇铸工艺和操作条件。
关键词:低合金钢;连铸保护渣;渣膜;矿相结构;铸坯质量
结晶器与铸坯间渣膜的形成、结构及其性状,直接影响着润滑与传热,对防止铸坯表面缺陷和漏钢,保证高速连铸的顺利运行起着决定性的作用。由于不同的钢种对保护渣润滑和传热的要求不同,各种保护渣渣膜的矿相结构也不相同;同种成分的保护渣在不同的冷却条件下,渣膜的矿相结构也会呈现差异,从而具有不同的润滑和控制传热的能力,给铸坯质量带来不同程度的影响。低合金钢板坯连铸生产时,铸坯表面易出现质量问题[1],自2011年10月以来,唐钢中厚板材有限公司(以下简称唐钢中厚板)在浇铸Q345B板坯时,出现了较多的表面夹杂或纵裂缺陷,降低了连铸生产的综合成材率。为此,从2011年12月起,进行了针对低合金钢Q345B板坯连铸用保护渣及其渣膜的研究与试验,将铸坯有无质量问题对应的2类渣膜的矿相结构进行了比较分析,找出渣膜矿相结构与铸坯质量的关系,确定比较合理的矿相结构特征,为改善铸坯质量及调控传热和润滑之间的矛盾提供理论依据。
1 试验条件及保护渣性能
试验所研究的Q345B钢保护渣渣膜,是在唐钢中厚板正常连铸作业过程中,从结晶器内壁弯月面处取得;结合现场铸坯质量,选出4个典型的渣膜试样,其中1号、2号渣膜对应铸坯质量正常,3号渣膜对应铸坯表面夹杂,4号渣膜对应铸坯表面出现纵裂;并将渣膜样沿断面方向做成光薄片,利用德国蔡司透/反两用Axioskop 40A pol研究型偏光显微镜观察其结构和结晶矿相。所有渣膜均来源于龙成公司低合金钢专用保护渣(性能指标见表1),该渣性能稳定、熔速适宜、耗渣量均匀。Q345B板坯连铸工艺参数及铸坯情况见表2。
2 渣膜矿相结构分析
渣膜的厚度及分层结构
固态渣膜的厚度对传热有重要影响,结晶层纵向上厚度的均匀性直接决定着穿过结晶器壁的热流量[2];而渣膜中结晶层和玻璃层的比例,可控制结晶器内传热速率[3],进而影响着铸坯质量。在偏光显微镜下,对渣膜的矿相结构分析结果见表3和图1。
~,在纵向上比较均匀,然而,在厚度方向上的分层结构却有较大差别。这是因为结晶器与坯壳间所形成的渣膜,一般分为固相区和液相区2部分,本次研究所获取的渣膜试