D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.s1.036 第31卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.31 Suppl.1 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 中碳钢板坯保护渣结晶性能的优化 景财良尹娜赵紫锋张炯明王新华王万军 北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要选取常规用保护渣和高拉速用优化保护渣研究了其高温结晶性能与玻璃质渣膜回温结晶性能·研究表明，优化后的 高碱度保护渣具有较高的结晶温度和较低的脱玻化温度，同等实验条件下析晶能力更强，结晶相主要为枪晶石(3C0·2Si02· CF2),并且晶粒粗大，凝固组织中有大量空隙，渣膜表面粗糙度大，有利于增加渣膜热阻，更适合于高拉速生产. 关键词中碳钢：结晶性能；脱玻化 Optimization of crystallization properties of mold flux for slab casting of medium- carbon steel JING Cai-liang.YIN Na,ZHAO Zi-feng,ZHA NG Jiong-ming,WA NG Xin-hua,WA NG Wan-jun School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACI The crystallization capability at high temperature and devitrification properties of glassy films in annealing of routine and optimized high"speed casting mold flux were studied.The results show that the optimized mold flux with high basicity has a high- er crystallization temperature and a lower devitrified temperature:also.its crystal-forming abilitiy is much stronger in the same condi- tions.The main crystal phase of the optimized mold flux is Cuspidine(3CaO.2SiO2CaF2)and it has larger crystalline particles.More- over,there are a great number of gaps in the solidification structure,which can increase the roughness on the surface of flux films. Consequently,it can enhance the heat resistance of flux films and will be more suitable for high"speed casting. KEY WORDS medium-carbon steel:crystallization properties:devitrification 中碳钢由于其本身的凝固特性在高拉速条件下 保护渣为对象，通过对不同实验条件下的析出相的 具有较强的裂纹敏感性，大量试验证明，保护渣的 观察与成分鉴定，分别对其高温结晶性能与玻璃质 结晶性能直接影响渣膜热阻的大小：采用结晶能力 渣膜回温结晶性能进行比较，为实际生产提供理论 较强的保护渣，可在坯壳与结晶器之间形成热阻较 依据 大的渣膜，有效减缓结晶器传热，提高铸坯表面 质量-] 1研究方法 连铸过程中，流入结晶器与坯壳之间的液态保 对所选保护渣（主要成分如表1所示），首先采 护渣有两种结晶方式：(1)靠近铸坯侧的液渣随着温 用差热分析法对其结晶温度进行测定，以便在随后 度的降低，晶体相直接从液渣中析出，对固液渣膜的 选取合适的实验温度进行高温结晶性能研究，然后 厚度及保护渣流动性有决定性影响；(2)靠近结晶器 壁侧的液态保护渣由于激冷首先形成玻璃层，在之 对其分别进行脱碳处理，脱碳后用石墨坩埚盛取适 后的回温过程中，发生晶体相从玻璃体中析出的脱 量保护渣并置于MoS2箱式电阻炉内加热到 玻化现象，对界面热阻和渣膜结构有重要影响3可]. 1400℃，恒温1h.依此法两种保护渣各做六炉. 表1保护渣主要成分（质量分数） % 目前关于保护渣结晶性能的研究主要集中在第 种结晶方式，即高温结晶性能，而对玻璃质渣膜回 保护渣A1203 Na20 F Li20 T[Cao/SiOz] 温脱玻化的研究报道却很少，本文以实际生产中碳 原渣 3.00 7.348.830.79 1.19 钢板坯连铸用保护渣和在此基础上优化的高拉速用 优化渣 2.54 8.358.87 3.00 1.40 收稿日期：2006-08-01 作者简介：景财良(1985一)，男，博士研究生，中碳钢板坯保护渣结晶性能的优化 景财良 尹 娜 赵紫锋 张炯明 王新华 王万军 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京100083 摘 要 选取常规用保护渣和高拉速用优化保护渣研究了其高温结晶性能与玻璃质渣膜回温结晶性能．研究表明‚优化后的 高碱度保护渣具有较高的结晶温度和较低的脱玻化温度‚同等实验条件下析晶能力更强‚结晶相主要为枪晶石（3CaO·2SiO2· CaF2）‚并且晶粒粗大‚凝固组织中有大量空隙‚渣膜表面粗糙度大‚有利于增加渣膜热阻‚更适合于高拉速生产． 关键词 中碳钢；结晶性能；脱玻化 Optimization of crystallization properties of mold flux for slab casting of medium￾carbon steel JING Ca-i liang‚Y IN Na‚ZHA O Z-i feng‚ZHA NG Jiong-ming‚W A NG Xin-hua‚W A NG W an-jun School of Metallurgical and Ecological Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he crystallization capability at high temperature and devitrification properties of glassy films in annealing of routine and optimized high-speed casting mold flux were studied．T he results show that the optimized mold flux with high basicity has a high￾er crystallization temperature and a lower devitrified temperature；also‚its crysta-l forming abilitiy is much stronger in the same condi￾tions．T he main crystal phase of the optimized mold flux is Cuspidine（3CaO·2SiO2·CaF2）and it has larger crystalline particles．More￾over‚there are a great number of gaps in the solidification structure‚which can increase the roughness on the surface of flux films． Consequently‚it can enhance the heat resistance of flux films and will be more suitable for high-speed casting． KEY WORDS medium-carbon steel；crystallization properties；devitrification 收稿日期：2006-08-01 作者简介：景财良（1985—）‚男‚博士研究生． 中碳钢由于其本身的凝固特性在高拉速条件下 具有较强的裂纹敏感性．大量试验证明‚保护渣的 结晶性能直接影响渣膜热阻的大小；采用结晶能力 较强的保护渣‚可在坯壳与结晶器之间形成热阻较 大的渣膜‚有效减缓结晶器传热‚提高铸坯表面 质量［1—2］． 连铸过程中‚流入结晶器与坯壳之间的液态保 护渣有两种结晶方式：（1）靠近铸坯侧的液渣随着温 度的降低‚晶体相直接从液渣中析出‚对固液渣膜的 厚度及保护渣流动性有决定性影响；（2）靠近结晶器 壁侧的液态保护渣由于激冷首先形成玻璃层‚在之 后的回温过程中‚发生晶体相从玻璃体中析出的脱 玻化现象‚对界面热阻和渣膜结构有重要影响［3—5］． 目前关于保护渣结晶性能的研究主要集中在第 一种结晶方式‚即高温结晶性能‚而对玻璃质渣膜回 温脱玻化的研究报道却很少．本文以实际生产中碳 钢板坯连铸用保护渣和在此基础上优化的高拉速用 保护渣为对象‚通过对不同实验条件下的析出相的 观察与成分鉴定‚分别对其高温结晶性能与玻璃质 渣膜回温结晶性能进行比较‚为实际生产提供理论 依据． 1 研究方法 对所选保护渣（主要成分如表1所示）‚首先采 用差热分析法对其结晶温度进行测定‚以便在随后 选取合适的实验温度进行高温结晶性能研究‚然后 对其分别进行脱碳处理‚脱碳后用石墨坩埚盛取适 量保 护 渣 并 置 于 MoSi2 箱 式 电 阻 炉 内 加 热 到 1400℃‚恒温1h．依此法两种保护渣各做六炉． 表1 保护渣主要成分（质量分数） ％ 保护渣 Al2O3 Na2O F — Li2O T ［CaO／SiO2］ 原渣 3∙00 7∙34 8∙83 0∙79 1∙19 优化渣 2∙54 8∙35 8∙87 3∙00 1∙40 第31卷 增刊1 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31Suppl．1 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．s1．036