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488 北京科技大学学报 第30卷 到空气或水中，直接危害人的身体健康和造成环境 污染，高温下含氟保护渣中会生成SiF4、NaF气体 1低碳钢板坯连铸用传统含氟渣的特性 产物，这些气体产物遇到潮湿的空气还会形成HF 表1列出了工业化生产中，常规板坯、中薄板坯 气体可].从结晶器下口出来的保护渣渣膜，在二 和薄板坯连铸低碳钢正常使用的保护渣化学成分， 冷水的作用下也会生成富含H亚的酸性溶液可]，一 表2是相应的连铸工艺参数，从表1数据看出，保 方面加剧了连铸设备的腐蚀，另一方面使得二冷水 护渣F含量大于3%，属于高氟保护渣).对于低 循环使用的化学处理费用增高[)，为抑制氟的污染 碳钢板坯连铸，保护渣主要应保证对铸坯的润滑，在 行为，自20世纪90年代初，国内外很多治金工作者 生产节奏和铸机设备能力许可前提下尽可能实现高 就开始了降低保护渣氟含量的研究4.$]，经过十 拉速，提高钢产量，根据国内外保护渣研究和应用 多年的研究，在部分钢种的方坯连铸生产中己能使 经验10山】，要实现对铸坯的充分润滑，低碳钢板坯 用无氟和低氟保护渣.然而，在板坯连铸机上无氟 保护渣应具有较低的凝固温度，渣膜以玻璃体为主， 和低氟保护渣的应用还十分有限，主要原因是用 按治金行业标准方法测试表1中保护渣的熔点 B2O3等取代氟后，传统的保护渣性能不易稳定，难 Tm、1300℃黏度71300℃，并通过测试黏度一温度关 于适应板坯连铸工艺对保护渣性能稳定的苛刻要 系曲线确定转折温度T·测试黏度后，将熔渣样倒 求.，因此，为了寻求开发板坯无氟和低氟保护渣的 入空冷钢模内冷凝形成渣膜，观察渣膜断口析晶状 途径，本文以低碳钢板坯连铸为例，研究该类工艺的 况和析晶比例R(R。=0时表示渣膜为全玻璃体)， 高氟保护渣性能，并以此为参照对象来寻求低氟和 测试结果见表3和图1.从测试结果可知，表1中各 无氟保护渣的成分组成区域.获得这样的区域后就 渣性能符合低碳钢的要求.因此，要开发低氟或无 可据此开发出适应不同低碳钢板坯连铸工艺的无氟 氟保护渣，应以高氟渣的性能为基准，才能使低氟、 或低氟保护渣产品 无氟保护渣达到传统的高氟渣的使用效果， 表1低碳钢板坯连铸用高氟保护渣成分 Table 1 Composition of high fluorine containing mold fluxes for slab continuous casting of low carbon steel CaO/ 各成分的质量分数/% 渣号 Si02 Ca0 A203 Mgo Fe203 Na20十K20 Li20 MnO 自由C挥发分 Al 0.99 28.70 28.49 2.86 2.82 1.58 10.25 9.73 6.58 8.99 A2 1.00 30.38 30.41 3.98 2.42 0.58 8.57 12.72 6.23 4.71 A3 0.98 30.60 30.14 4.60 3.41 1.45 6.37 10.13 0.98 1.05 5.87 5.40 A4 0.96 32.47 31.12 3.15 4.13 0.87 4.88 8.12 7.34 7.92 表2低碳钢板坯连铸典型工艺参数 Table 2 Typical process parameters of slab continuous casting for low carbon steel 渣号 铸坯断面/(mmXmm) 拉速/(mmin-) 钢种 代表钢号 Al 200×1280 1.4-1.8 低碳钢 Q195,08A1 A2 135×1250(ASP) 2.5-3.0 低碳钢 Q195,08AL A3 60X1550(CSP) 4.0-5.0 低碳钢 sS330 A4 240×1400 0.9-1.2 低碳钢 0195,0195L 表3低碳钢板坯连铸用高氟保护渣性能 Table 3 Properties of high fluorine containing mold fluxes for slab continuous casting of low carbon steel 渣号 熔点，T/℃ 1300℃黏度，130c/(dPas) 转折温度，T/℃ 转折时黏度，/(dPas) 析晶比例，R,/% Al 1006 1.44 1146 6.40 0 A2 1065 1.04 1104 6.84 0 A3 1028 1.28 1086 5.14 5 A4 1087 2.68 1155 4.70 0到空气或水中直接危害人的身体健康和造成环境 污染．高温下含氟保护渣中会生成 SiF4、NaF 气体 产物这些气体产物遇到潮湿的空气还会形成 HF 气体［3－5］．从结晶器下口出来的保护渣渣膜在二 冷水的作用下也会生成富含 HF 的酸性溶液［6］一 方面加剧了连铸设备的腐蚀另一方面使得二冷水 循环使用的化学处理费用增高［4］．为抑制氟的污染 行为自20世纪90年代初国内外很多冶金工作者 就开始了降低保护渣氟含量的研究［47－8］经过十 多年的研究在部分钢种的方坯连铸生产中已能使 用无氟和低氟保护渣．然而在板坯连铸机上无氟 和低氟保护渣的应用还十分有限主要原因是用 B2O3 等取代氟后传统的保护渣性能不易稳定难 于适应板坯连铸工艺对保护渣性能稳定的苛刻要 求．因此为了寻求开发板坯无氟和低氟保护渣的 途径本文以低碳钢板坯连铸为例研究该类工艺的 高氟保护渣性能并以此为参照对象来寻求低氟和 无氟保护渣的成分组成区域．获得这样的区域后就 可据此开发出适应不同低碳钢板坯连铸工艺的无氟 或低氟保护渣产品． 1 低碳钢板坯连铸用传统含氟渣的特性 表1列出了工业化生产中常规板坯、中薄板坯 和薄板坯连铸低碳钢正常使用的保护渣化学成分 表2是相应的连铸工艺参数．从表1数据看出保 护渣 F 含量大于3％属于高氟保护渣［9］．对于低 碳钢板坯连铸保护渣主要应保证对铸坯的润滑在 生产节奏和铸机设备能力许可前提下尽可能实现高 拉速提高钢产量．根据国内外保护渣研究和应用 经验［10－11］要实现对铸坯的充分润滑低碳钢板坯 保护渣应具有较低的凝固温度渣膜以玻璃体为主． 按冶金行业标准方法测试表1中保护渣的熔点 T m、1300℃黏度 η1300℃并通过测试黏度－温度关 系曲线确定转折温度 Tbr．测试黏度后将熔渣样倒 入空冷钢模内冷凝形成渣膜观察渣膜断口析晶状 况和析晶比例 Rp（ Rp＝0时表示渣膜为全玻璃体） 测试结果见表3和图1．从测试结果可知表1中各 渣性能符合低碳钢的要求．因此要开发低氟或无 氟保护渣应以高氟渣的性能为基准才能使低氟、 无氟保护渣达到传统的高氟渣的使用效果． 表1 低碳钢板坯连铸用高氟保护渣成分 Table1 Composition of high fluorine containing mold fluxes for slab continuous casting of low carbon steel 渣号 CaO／ SiO2 各成分的质量分数／％ SiO2 CaO Al2O3 MgO Fe2O3 F Na2O＋K2O Li2O MnO 自由 C 挥发分 A1 0∙99 28∙70 28∙49 2∙86 2∙82 1∙58 10∙25 9∙73 － － 6∙58 8∙99 A2 1∙00 30∙38 30∙41 3∙98 2∙42 0∙58 8∙57 12∙72 － － 6∙23 4∙71 A3 0∙98 30∙60 30∙14 4∙60 3∙41 1∙45 6∙37 10∙13 0∙98 1∙05 5∙87 5∙40 A4 0∙96 32∙47 31∙12 3∙15 4∙13 0∙87 4∙88 8∙12 － － 7∙34 7∙92 表2 低碳钢板坯连铸典型工艺参数 Table2 Typical process parameters of slab continuous casting for low carbon steel 渣号 铸坯断面／（mm×mm） 拉速／（m·min －1） 钢种 代表钢号 A1 200×1280 1∙4～1∙8 低碳钢 Q19508Al A2 135×1250（ASP） 2∙5～3∙0 低碳钢 Q19508Al A3 60×1550（CSP） 4∙0～5∙0 低碳钢 SS330 A4 240×1400 0∙9～1∙2 低碳钢 Q195Q195L 表3 低碳钢板坯连铸用高氟保护渣性能 Table3 Properties of high fluorine containing mold fluxes for slab continuous casting of low carbon steel 渣号 熔点T m／℃ 1300℃黏度η1300℃／（dPa·s） 转折温度Tbr／℃ 转折时黏度ηbr／（dPa·s） 析晶比例Rp／％ A1 1006 1∙44 1146 6∙40 0 A2 1065 1∙04 1104 6∙84 0 A3 1028 1∙28 1086 5∙14 5 A4 1087 2∙68 1155 4∙70 0 ·488· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷