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宝钢新建的宽厚板连铸机(3CCM)在2004年底投产。3CCM连铸机生产的难度有以下几点。一是铸坯断面大。断面尺寸为(220mm、250mm、300mm)×(1200mm~2300mm),而300mm厚的铸坯属国内最厚的连铸坯。二是钢种浇铸难度大。所浇钢种都是板坯连铸机上浇铸难度较大的中、高碳钢,其中比例最高的为裂纹敏感的中碳亚包晶钢。三是生产的铸坯主要供应宝钢新投产的5米宽厚板轧机,对铸坯的表面和内部质量远高于普通热轧向钢种。要在上述条件下生产出表面质量优异的连铸坯,已有的连铸保护渣不可能完全满足3CCM的要求。
根据宽厚板钢种和连铸工艺要求进行实验室研究、开发、筛选3CCM用连铸保护渣。由于裂纹敏感型钢种用保护渣要使铸坯在结晶器内得到缓冷,对渣膜的导热性能有特别的要求,为此在实验室内开发了保护渣的导温系数测定仪。
实验室的基础研究侧重于保护渣的结晶性能。研究了保护渣主要成分和结晶性能的关系,研究了微量成分对保护渣结晶性能的影响。根据钢种及其工艺条件拟定需要开发的保护渣的物性参数。在实验室内进行成分、性能筛选;对筛选出来的保护渣进行结晶性、差热、矿相、热模拟等特殊性能的检验;对进口保护渣的成分、性能及使用效果进行分析、评估,并与自主开发的保护渣进行性能对比。
在实验室内开发了宽厚板用连铸保护渣(B-3),该渣具有高碱度、低粘度、高F-、高结晶性的特点,协调了保护渣的缓冷和润滑作用。和宝钢过去的中碳钢用3号渣相比较,结晶性更强,渣膜的缓冷作用更强。
在宝钢宽厚板连铸机的现场试验结果表明,B-3保护渣在浇铸过程中透气性、铺展性及流动性良好,火焰正常。从现场所取的熔渣样来看,基本上为结晶体。虽然碱度比较高,但结晶器四周无结渣壳现象。结晶器内熔融层厚度始终保持在9~13mm,单耗为0.45~0.55kg/t。该渣碱度高,缓冷效果好,适合于拉速V≤1.4m/min。从拔热量趋势图上看,在拉速稳定在目标值时,该渣内外弧及两侧面拔热量基本在750~900kcal/m2·h·℃之间,明显低于另一流的国产对比渣,约低120~150kcal/m2·h·℃,体现了该渣高碱度缓冷型的特性。B-3型保护渣和从日本品川进口的保护渣(MF-1)相比,其物性指标与使用效果均相当,实现了宽厚板连铸保护渣的国产化。
从2005年8月开始批量使用B-3型保护渣,至2005年底共使用近500吨,覆盖了所有的中碳钢钢种,铸坯表面质量良好。