连铸理论及工艺-结晶器保护渣(东北大学课件).ppt

结晶器保护渣主讲教师:*11保护渣在连铸过程中的作用覆盖钢水绝热保温;隔绝空气,防止钢水二次氧化;吸收上浮到钢渣界面上的非金属夹杂物;降低拉坯阻力,润滑铸坯和结晶器作用;流入坯壳和结晶器间隙内的液态渣形成渣膜,以控制铸坯向结晶器传热速度,保持坯壳均匀生长。为了提高连续浇注钢坯的质量,强化保护浇注工艺,使用一种固态粉渣覆盖在结晶器钢液面上形成一层保护渣。结晶器保护渣的作用:Date22保护渣在结晶器内的行为Date31)连铸过程中弯月面形成随着结晶器的上下振动,钢液注入结晶器内,且保持一定的液面高度,由于钢液是金属键,强度大,表面张力大,因而在结晶器铜壁处钢液形成了向内壁突出的弯月面。弯月面是凝固坯壳生长的起始点,它的性质在很大程度上决定了铸坯表面质量。连铸结晶器弯月面区域的定义为:从弯月面根部以下45mm到根部以上45mm从结晶器内壁到离壁20mm处的区域。Date42)钢液弯月面的作用受结晶器的强烈冷却作用。突出的弯月面开始凝固,形成了极薄的坯壳,在向下运动的过程中受钢水静压力的作用变形,形成了铸坯的凝固壳。如果弯月面表面干净,具有较大的曲率半径,变形能力大,就容易恢复变平,则铸坯的某些表面缺陷就难以产生。Date53)连铸保护渣的熔融结构连铸过程中,由于热量传递、化学反应、机械振动和物质迁移,,凝固过程的影响变得复杂和难于控制。最典型的保护渣熔融结构为三层结构:即由上至下依次为粉渣层、烧结层和熔融层。Date64)保护渣中碳的分布基料熔化形成熔渣后,配入保护渣种的碳有四个去向,即:1)在浮力作用下浮出熔渣;2)溶解在渣中;3)扩散到钢液中;4)燃烧。文献报道了渣个碳分布的研究结果,认为碳在各渣层中分布严重不均,过渡层碳含量高出平均碳含量6~10倍左右,如左图所示。Date75)液渣的流入与消耗铸坏润滑一直是连铸技术的重要内容,铸坯振痕深度、表面凹陷、裂纹及漏钢都与铸坯和结晶器的润滑有关。实现结晶器与铸坯之间润滑是保护渣最重要的功能之一;现在普遍支持的观点是:在结晶器负滑脱之外的时间内是保护渣流入的主要时期,通过减少负滑脱时间,可以增加保护渣的消耗量,减少连铸坯-结晶器之间的摩擦力。保护渣消耗量可以采用下列回归方程估算:%<C<%C<%A-振幅,mm;f-振动频率Hz;V-拉坯速度;η-1300℃保护渣粘度。满足中、,。Date83连铸保护渣的成分设计成分设计是连铸保护渣研制、应用的基础环节,成分设计的优劣决定着保护渣的性能,并最终影响连铸坯质量。连铸保护渣成分设计原则:保护渣具有合理的熔化温度、熔化速度和熔融结构;保护渣具有稳定适宜的粘度;保护渣具有合理的结晶温度和矿物组成;保护渣具有足够的吸收夹杂物容量;使保护渣的加工、使用符合环保要求。成分设计及质量控制保护渣的熔化熔渣池的形成熔渣向气隙的流入对坯壳形成的影响铸坯-结晶器传热铸坯-液渣润滑连铸坯表面质量Date94连铸保护渣成分设计基础基于连铸保护渣在结晶器内的工作条件和设计原则的要求,国内外均采内硅酸盐为基础的玻璃渣体系作为保护渣的基料成分。资料表明,已有的连铸保护渣,按其基料组成可分为三个渣系,即SiO2-Al2O3-CaO系、SiO2-Al2O3-FeO系、SiO2-Al2O3-Na2O系,其中SiO2-Al2O3-CaO系应用最为普遍。在基料基础上辅加少量的添加剂(如碱金属或碱土金属氧化物、***化物)和控制熔化速度的碳质材料(如碳黑、石墨等)。Date10