第31卷第6期 北京科技大学学报 Vol.31 No.6 2009年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jum.2009 宽厚板包晶钢的保护渣 巴钧涛)文光华)唐萍)赵艳红)迟景灏)职建军2) 徐国栋2) 1)重庆大学材料科学与工程学院，重庆4000442)宝山钢铁股份有限公司炼钢部，上海201900 摘要针对包晶钢的凝固特性，研发了高碱度、高结晶速率、低结晶温度及低热流密度保护渣，并在宝钢3“连铸机上进行了 试验研究，现场试验四个浇次的结果表明，使用改进渣的试验流铸坯无纵裂发生，而使用原渣的对比流铸坯裂纹率达到5% 优化保护渣有效防止了铸坯表面纵裂的发生 关键词保护渣：渣膜：表面纵裂：热流密度：结晶速率：结晶温度 分类号TF777.1 Mold fluxes of peritectic steel for wide and thick slabs BA Jurrtao,WEN Guang hua,TANG Ping,ZHAO Yarr hong,CHI Jing hao,ZHI Jiarrjun?,XU Guo dong? 1)College of Materials Science and Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China 2)Steelmaking Department,Baoshan Iron and Steel Co.Ltd.,Shanghai 201900,China ABSTRACI According to the solidified characteristic of peritectic steel for wide and thick slabs,mold fluxes with high basicity, high crystallization rate,low crystallization temperature and low heat flux density were developed and experimentally studied on 3 Caster at BaoSteel.The trial results of 4 casting times showed that experimental strands produced with the developed mold fluxes had not surface longitudinal cracks,but the surface longitudinal crack ratio of strands produced with original mold fluxes was 5%.The developed mold fluxes can prevent surface longitudinal cracks in wide and thick slabs effectively. KEY WORDS mold fluxes;slag film;surface longitudinal crack;heat flux density;crystallization rate;crystallization temperature 连铸过程中，保护渣性能的好坏对保证工艺的 制铸坯传往结晶器的热流，希望保护渣具有较大热 顺行和提高铸坯质量起着极其重要的作用，被视为阻，但同时要保证润滑.通过现场调研和实验室研 连铸关键技术之一山.铸坯随着宽度增加，受到的 究，宝钢宽厚板包晶钢原渣控制传热能力欠佳是造 拉应力不断增大，且宽板坯中心点与侧边处的温差 成表面纵裂的重要原因.为了解决宝钢宽厚板表面 会比普通板坯的高，产生的收缩应力和热应力容易 纵裂问题，本文对其原渣从热流密度、结晶温度和结 在中心集中，从而较普通板坯更容易产生表面纵裂 晶速率等方面进行了优化. 纹2.另外，碳质量分数处于0.08%~0.17%的钢 1研究方法 种，在凝固过程中会发生8+液相反应，产生强 烈的线收缩和体积收缩，因此裂纹敏感性大.在宝 1.1实验装置及原理 钢浇注的包晶钢中，[C]处于0.09%~0.14%包晶 Ohmiyal4)、Yamauchil5]、成泽伟6]及张平I等 反应强烈区，且含有较高MnV和Nb等强度元素； 采用相同原理的一维稳态平板法，测定了渣膜上、下 铸坯断面大，最大厚度为300mm,宽度为2300mm. 板内的温度，外推到上、下板表面温度，计算出综合 因此，在包晶反应较大的体积收缩和线收缩条件下， 有效传热系数.该方法操作复杂，并且只能测定稳 很容易引起热应力裂纹)，经统计，纵裂率高达 态下的渣膜导热系数；而实验中保证一维稳态传热 17.4%.对于此类钢种，保护渣设计的重点是在控 困难，测量精度要求很高，也不能获取固态渣膜.本 收稿日期：2008-07-07 基金项目：重庆市科委自然科学基金计划资助项目(No.CSTC/2008BB4036):宝山钢铁股份有限公司资助项目(No.4207520070397) 作者简介：巴钧涛(1982→，男，硕士研究生；文光华(1963→，男，教授，博士生导师，Email:wengh@cqu.edu.cn宽厚板包晶钢的保护渣 巴钧涛1) 文光华1) 唐 萍1) 赵艳红1) 迟景灏1) 职建军2) 徐国栋2) 1) 重庆大学材料科学与工程学院 , 重庆 400044 2) 宝山钢铁股份有限公司炼钢部 , 上海 201900 摘 要 针对包晶钢的凝固特性 ,研发了高碱度、高结晶速率、低结晶温度及低热流密度保护渣 ,并在宝钢 3 # 连铸机上进行了 试验研究 1 现场试验四个浇次的结果表明 ,使用改进渣的试验流铸坯无纵裂发生 ,而使用原渣的对比流铸坯裂纹率达到 5 %. 优化保护渣有效防止了铸坯表面纵裂的发生. 关键词 保护渣 ; 渣膜 ; 表面纵裂 ; 热流密度 ; 结晶速率 ; 结晶温度 分类号 TF 77711 Mold fluxes of peritectic steel for wide and thick slabs BA J un2tao 1) , W EN Guang2hua 1) , TA N G Ping 1) , ZHA O Yan2hong 1) , CHI Jing2hao 1) , ZHI Jian2jun 2) , XU Guo2dong 2) 1) College of Materials Science and Engineering , Chongqing University , Chongqing 400044 , China 2) Steelmaking Department , Baoshan Iron and Steel Co. Ltd. , Shanghai 201900 , China ABSTRACT According to the solidified characteristic of peritectic steel for wide and thick slabs , mold fluxes with high basicity , high crystallization rate , low crystallization temperature and low heat flux density were developed and experimentally studied on 3 # Caster at BaoSteel. The trial results of 4 casting times showed that experimental strands produced with the developed mold fluxes had not surface longitudinal cracks , but the surface longitudinal crack ratio of strands produced with original mold fluxes was 5 %. The developed mold fluxes can prevent surface longitudinal cracks in wide and thick slabs effectively. KEY WORDS mold fluxes; slag film ; surface longitudinal crack ; heat flux density ; crystallization rate ; crystallization temperature 收稿日期: 2008207207 基金项目 : 重庆市科委自然科学基金计划资助项目(No. CSTC/ 2008BB4036) ;宝山钢铁股份有限公司资助项目(No. 4207520070397) 作者简介 : 巴钧涛(1982 —) ,男 ,硕士研究生 ;文光华(1963 —) ,男 ,教授 ,博士生导师 ,E2mail :wengh @cqu. edu. cn 连铸过程中 ,保护渣性能的好坏对保证工艺的 顺行和提高铸坯质量起着极其重要的作用 ,被视为 连铸关键技术之一[1 ] . 铸坯随着宽度增加 ,受到的 拉应力不断增大 ,且宽板坯中心点与侧边处的温差 会比普通板坯的高 ,产生的收缩应力和热应力容易 在中心集中 ,从而较普通板坯更容易产生表面纵裂 纹[2 ] . 另外 ,碳质量分数处于 0108 %～0117 %的钢 种 ,在凝固过程中会发生δ+ 液相 →γ反应 ,产生强 烈的线收缩和体积收缩 ,因此裂纹敏感性大. 在宝 钢浇注的包晶钢中 ,[ C]处于 0109 %～0114 %包晶 反应强烈区 ,且含有较高 Mn、V 和 Nb 等强度元素 ; 铸坯断面大 ,最大厚度为 300 mm ,宽度为 2 300 mm. 因此 ,在包晶反应较大的体积收缩和线收缩条件下 , 很容易引起热应力裂纹[3 ] ,经统计 ,纵裂率高达 1714 %. 对于此类钢种 ,保护渣设计的重点是在控 制铸坯传往结晶器的热流 ,希望保护渣具有较大热 阻 ,但同时要保证润滑. 通过现场调研和实验室研 究 ,宝钢宽厚板包晶钢原渣控制传热能力欠佳是造 成表面纵裂的重要原因. 为了解决宝钢宽厚板表面 纵裂问题 ,本文对其原渣从热流密度、结晶温度和结 晶速率等方面进行了优化. 1 研究方法 111 实验装置及原理 Ohmiya [4 ]、Yamauchi [5 ] 、成泽伟[6 ]及张平[7 ]等 采用相同原理的一维稳态平板法 ,测定了渣膜上、下 板内的温度 ,外推到上、下板表面温度 ,计算出综合 有效传热系数. 该方法操作复杂 ,并且只能测定稳 态下的渣膜导热系数 ;而实验中保证一维稳态传热 困难 ,测量精度要求很高 ,也不能获取固态渣膜. 本 第 31 卷 第 6 期 2009 年 6 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol. 31 No. 6 Jun. 2009