稀土鋼連鑄粉劑開(kāi)發(fā)及中間包水口結(jié)瘤機(jī)理研究.pdf

1、稀土元素在鋼中具有凈化鋼液、變質(zhì)夾雜物和微合金化的作用。稀土的作用機(jī)制依賴于稀土在鋼中的存量及存在狀態(tài)，必須根據(jù)鋼的成分及潔凈度確定相應(yīng)的稀土加入量和稀土加入工藝，稀土在鋼中的作用效果才能夠達(dá)到最佳。 連鑄中間包喂絲法是稀土鋼連鑄生產(chǎn)過(guò)程中采用的新型稀土加入方法。與傳統(tǒng)的連鑄結(jié)晶器喂絲法相比較，該工藝具有稀土在鋼中分布均勻、稀土反應(yīng)產(chǎn)物易上浮去除等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)該工藝也有一些不足之處，特別是連鑄中間包水口結(jié)瘤現(xiàn)象嚴(yán)重，中間包覆蓋劑

2、和結(jié)晶器保護(hù)渣與稀土鋼連鑄生產(chǎn)不匹配等問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了連鑄中間包加稀土工藝的推廣和應(yīng)用。 針對(duì)連鑄中間包加稀土工藝存在的主要問(wèn)題，結(jié)合南京鋼鐵有限公司的稀土鋼連鑄生產(chǎn)實(shí)踐，本論文通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)測(cè)定、物相分析及工業(yè)試驗(yàn)，研究開(kāi)發(fā)出適用于稀土鋼連鑄生產(chǎn)的新型中間包覆蓋劑和新型結(jié)晶器保護(hù)渣，并確定了稀土鋼連鑄水口結(jié)瘤的影響因素、形成機(jī)制和防止措施。本論文的主要研究成果總結(jié)如下： (1)隨著稀土夾雜物的溶解吸收，含B2O3中

3、間包覆蓋劑的熔化特性的穩(wěn)定性最佳，含Na2O中間包覆蓋劑次之，而含CaF2中間包覆蓋劑最差。 (2)隨著稀土夾雜物的溶解吸收，含B2O3結(jié)晶器保護(hù)渣的熔化特性和結(jié)晶性能的穩(wěn)定性優(yōu)于含Li2O結(jié)晶器保護(hù)渣，而含Li2O結(jié)晶器保護(hù)渣的粘性特征的穩(wěn)定性優(yōu)于含B2O3結(jié)晶器保護(hù)渣。 (3)當(dāng)綜合堿度一定時(shí)，采用BaO替代部分CaO，可以使結(jié)晶器保護(hù)渣的熔點(diǎn)、粘度、凝固溫度、結(jié)晶溫度等明顯降低，同時(shí)還可以有效改善結(jié)晶器保護(hù)渣物化性

4、能的穩(wěn)定性。 (4)在本實(shí)驗(yàn)渣系條件下，RExOy在中間包覆蓋劑中的主要存在形態(tài)為稀土硅酸鈣、固溶于玻璃相和未溶RExOy質(zhì)點(diǎn)，其中固溶于玻璃相中的RExOy數(shù)量很少。RExOy在結(jié)晶器保護(hù)渣中的主要存在形態(tài)為稀土硅酸鈣、固溶于槍晶石、固溶于玻璃相和未溶RExOy質(zhì)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)稀土鋼連鑄中間包覆蓋劑和結(jié)晶器保護(hù)渣時(shí)，能夠使大量RExOy固溶于玻璃相中為最佳。 (5)對(duì)于中間包覆蓋劑而言，稀土硅酸鈣的形成是由于La3+與

5、Ca2+在電負(fù)性、離子半徑等方面非常相近，發(fā)生類質(zhì)同象，從而形成短柱狀CaO·La2O3·2SiO2、長(zhǎng)柱狀CaO·2La2O3·3SiO2、等軸晶2MgO·La2O3·Al2O3·2SiO2等。 (6)對(duì)于結(jié)晶器保護(hù)渣而言，當(dāng)RExOy加入量較少時(shí)，RExOy首先固溶于槍晶石和玻璃相中，可以促進(jìn)槍晶石的析出和生長(zhǎng)，抑制硅灰石、硅鋇石的析出；隨著RExOy加入量的增加，渣中析出稀土硅酸鈣，為細(xì)針狀晶體，在單偏光下有明顯的突起；當(dāng)

6、RExOy加入量過(guò)大時(shí)，渣中出現(xiàn)未溶RExOy質(zhì)點(diǎn)。 (7)RExOy對(duì)中間包覆蓋劑物化性能的改變與其在渣中的存在狀態(tài)有關(guān)。如果渣中出現(xiàn)未溶RExOy質(zhì)點(diǎn)，中間包覆蓋劑的物化性能將會(huì)發(fā)生劇變；如果渣中形成稀土硅酸鈣，中間包覆蓋劑的物化性能將有所改變，但變化幅度不大；如果RExOy溶解進(jìn)入玻璃相中，中間包覆蓋劑的物化性能將保持相對(duì)穩(wěn)定。 (8)RExOy對(duì)與結(jié)晶器保護(hù)渣物化性能的改變與其在渣中的存在狀態(tài)有關(guān)。如果渣中出現(xiàn)稀

7、土硅酸鈣或未溶RExOy質(zhì)點(diǎn)，結(jié)晶器保護(hù)渣的物化性能將會(huì)發(fā)生劇變；如果RExOy固溶于槍晶石中，結(jié)晶器保護(hù)渣的物化性能將有所改變，但變化幅度不大；如果RExOy溶解進(jìn)入玻璃相中，結(jié)晶器保護(hù)渣的物化性能將保持相對(duì)穩(wěn)定。 (9)稀土鋁酸鹽是造成稀土鋼連鑄中間包水口結(jié)瘤的主要物質(zhì)。采用無(wú)鋁脫氧工藝，嚴(yán)格控制鋼中的鋁含量可以有效抑制稀土鋼連鑄中間包水口結(jié)瘤。對(duì)鋼液進(jìn)行鈣處理和鋇處理，可以在一定程度上抑制稀土鋼連鑄中間包水口結(jié)瘤。