我國連鑄保護(hù)渣技術(shù)現(xiàn)狀及需求研究

唐強(qiáng)

【摘 要】連鑄保護(hù)渣技術(shù)的應(yīng)用對于提高我國鋼鐵鑄造質(zhì)量起到了重要技術(shù)支持作用。因此技術(shù)人員從當(dāng)前我國連鑄保護(hù)渣在連鑄保護(hù)中應(yīng)有的作用，技術(shù)應(yīng)用與研究現(xiàn)狀以及發(fā)展需求三個方面開展了相關(guān)技術(shù)研究。

【關(guān)鍵詞】連鑄保護(hù)渣；應(yīng)用研究現(xiàn)狀；發(fā)展需求

隨著我國鋼鐵鑄造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，鋼鐵連鑄技術(shù)質(zhì)量要求也在不斷提升。因此提高鋼鐵連鑄技術(shù)質(zhì)量，提高連鑄技術(shù)水平也成為了鑄造技術(shù)研究的重要內(nèi)容。在這一研究中，保護(hù)渣作為連鑄中重要的輔助材料，其在我國連鑄技術(shù)研究中占據(jù)著重要位置。因此我們以中國連鑄保護(hù)渣應(yīng)用作用為切入點，開展了保護(hù)渣應(yīng)用現(xiàn)狀與需求研究。

一、鋼鐵連鑄中保護(hù)渣應(yīng)用主要作用

在鋼鐵連鑄作業(yè)中，保護(hù)渣的作用主要包括了以下幾點。一是在鑄造過程中，加入保護(hù)渣可以在鋼液表面形成隔絕層，避免了鑄造鋼液與空氣發(fā)生二次氧化反應(yīng)。二是利用保護(hù)渣形成的固渣層起到保溫作用，避免鑄造鋼液提前凝固問題的出現(xiàn)。三是利用保護(hù)渣中的硅酸鹽成分有效的吸收和溶解鋼鐵中的非金屬夾雜物。四是在鑄造結(jié)晶器壁與鑄造件坯殼之間形成潤滑層，進(jìn)而降低兩者之間摩擦力。五是利用保護(hù)渣傳熱特征改善鑄造件與結(jié)晶器傳熱性能，實現(xiàn)對傳熱性能的有效控制。

二、我國目前連鑄保護(hù)渣應(yīng)用與研究現(xiàn)狀

在我國鋼鐵鑄造技術(shù)發(fā)展中，連鑄保護(hù)渣技術(shù)的應(yīng)用是從上世紀(jì)60～70年代開始研究與應(yīng)用。目前我國這一技術(shù)的應(yīng)用水平已經(jīng)能滿足我國連鑄生產(chǎn)的整體需求。但是在實際技術(shù)研究中，我國目前保護(hù)渣技術(shù)缺乏深入研究，因此對我國目前部分優(yōu)質(zhì)與特殊鋼材連鑄生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生了不力影響。目前我國連鑄保護(hù)渣生產(chǎn)與研究的應(yīng)用現(xiàn)狀包括了以下幾點。

（一）中國連鑄保護(hù)渣生產(chǎn)應(yīng)用情況

在我國當(dāng)前的連鑄保護(hù)渣生產(chǎn)主要包括了國內(nèi)企業(yè)與國外投資企業(yè)兩種生產(chǎn)類型。首先是我國國內(nèi)企業(yè)連鑄保護(hù)渣生產(chǎn)過程中，由于研發(fā)意識薄弱問題，因此其技術(shù)研發(fā)過程一般都是根據(jù)經(jīng)驗積累和解剖分析開展，缺乏高新產(chǎn)品開發(fā)能力。這一問題導(dǎo)致了我國保護(hù)渣研發(fā)速度難以適應(yīng)連鑄技術(shù)發(fā)展水平。其次在國外投資企業(yè)保護(hù)渣生產(chǎn)中，其主要的配方、現(xiàn)場服務(wù)、生產(chǎn)與管理等主要來自于國際相關(guān)企業(yè)。因此其產(chǎn)品質(zhì)量與服務(wù)較為穩(wěn)定，且生產(chǎn)價格中也具有一定的優(yōu)勢。但是在實際生產(chǎn)中也存在一定的劣勢，如鑄造企業(yè)新產(chǎn)品、新工藝開發(fā)中，生產(chǎn)現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)節(jié)奏較慢，進(jìn)而影響了我國連鑄工藝發(fā)展速度。

在我國目前鋼鐵鑄造實踐應(yīng)用中，保護(hù)渣的應(yīng)用基本可以滿足鋼鐵連鑄生產(chǎn)中滿足澆筑中能澆鋼、少漏鋼的技術(shù)要求。但是在實際的生產(chǎn)中，依然存在一定的技術(shù)問題。這些問題主要主要包括了以下幾點，一是連鑄生產(chǎn)中無缺陷鑄坯無法實現(xiàn)規(guī)?；€(wěn)定生產(chǎn)，影響了連鑄生產(chǎn)的規(guī)模化；二是在除煉鋼連鑄工藝應(yīng)用中依然需要開展相關(guān)的匹配優(yōu)化研究；三是連鑄保護(hù)渣原材料生產(chǎn)過程依然需要開展相關(guān)研究。其主要的研究包括了保護(hù)渣構(gòu)成與生產(chǎn)工藝優(yōu)化；相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)研究；保護(hù)渣生產(chǎn)與使用中的檢測與模擬研究等。

（二）當(dāng)前我國連鑄保護(hù)渣研究主要內(nèi)容

為了提高我國連鑄保護(hù)渣技術(shù)水平，技術(shù)人員結(jié)合國際先進(jìn)理論與多年保護(hù)渣應(yīng)用經(jīng)驗，開展了相關(guān)的技術(shù)研究。目前我國連鑄保護(hù)渣研究的主要內(nèi)容包括了以下幾點。

1、鑄造中鋼水包晶反應(yīng)以及凝固收縮特性預(yù)測研究

在連鑄過程中，技術(shù)人員如果無法對鋼水包晶反應(yīng)以及凝固收縮特性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，其制定結(jié)晶器錐度技術(shù)數(shù)據(jù)以及冷卻制度就缺乏技術(shù)數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而影響了保護(hù)渣的選擇。但是傳統(tǒng)的預(yù)測技術(shù)，容易受到鋼材中錳、鈦、鋁等元素影響，造成了預(yù)測數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。因此預(yù)測技術(shù)的研究就成為了我們技術(shù)研究的重要內(nèi)容。在這一研究中技術(shù)人員以相圖計算為基礎(chǔ)，結(jié)合鋼液凝固偏析數(shù)據(jù)以及其鋼材形態(tài)的冷卻速度，形成了鑄造中鋼水凝固收縮預(yù)測模型。目前這一預(yù)測模型在實際生產(chǎn)中已經(jīng)可以準(zhǔn)確預(yù)測部分鋼材（主要包括了普通低合金鋼以及大部分高合金鋼）連鑄中包晶凝固收縮情況。同時技術(shù)人員還根據(jù)這一模型提出了用于實際生產(chǎn)使用的鋼材裂紋敏感指數(shù)（R v），用于不同鋼材連鑄中預(yù)測的微調(diào)與控制。

2、如何有效控制連鑄保護(hù)渣與鋼水反應(yīng)性研究

如何做好保護(hù)渣與鋼水反應(yīng)性控制，避免特殊鋼材（如高鈦、高稀土含量鋼）連鑄中保護(hù)渣出現(xiàn)大量還原，進(jìn)而影響連鑄質(zhì)量以及漏鋼問題的出現(xiàn)，也是保護(hù)渣應(yīng)用研究的重要內(nèi)容。在這一研究中技術(shù)人員采用了計算分析技術(shù)方法。其計算的主要內(nèi)容包括了保護(hù)渣各組元與鋼水成分之間的反應(yīng)自由能與鑄造中各組分對熔渣結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響兩個主要內(nèi)容。在實際生產(chǎn)中研究者發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)對于實現(xiàn)保護(hù)渣與鋼水反應(yīng)的穩(wěn)定性起到了重要的支持作用。

3、新技術(shù)解決吸收夾雜以及避免卷渣問題產(chǎn)生研究

在傳統(tǒng)超低碳和低碳鋼澆鑄過程中，做好吸收夾雜技術(shù)以及避免生產(chǎn)中卷渣問題的產(chǎn)生，一直是技術(shù)研究的重要內(nèi)容。為了解決這些技術(shù)問題，技術(shù)人員在連鑄工藝上中應(yīng)用了高潔凈化生產(chǎn)技術(shù)、結(jié)晶器流場電磁控制技術(shù)等措施進(jìn)行了技術(shù)應(yīng)對研究。其主要的技術(shù)研究內(nèi)容包括了以下幾點。一是如何利用高潔凈度技術(shù)替代傳統(tǒng)的低黏度路線技術(shù)，做好鋼鐵鑄造件的吸收夾雜。二是如何做好連鑄中的流場因素控制工作，提高保護(hù)渣黏度連鑄中的保護(hù)效果。三是利用提高鋼水過熱度、提高保護(hù)渣堿度、密排輥等主要技術(shù)，都是解決這些技術(shù)問題的主要方法。

4、如何實現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)渣膜傳熱與潤滑效果矛盾協(xié)調(diào)技術(shù)處理

在連鑄保護(hù)渣應(yīng)用中，結(jié)晶器內(nèi)渣膜傳熱與潤滑效果矛盾的協(xié)調(diào)也是技術(shù)研究的重要組成部分。經(jīng)過技術(shù)研究，技術(shù)人員首先采用多組分熔渣選分結(jié)晶原理，有效的實現(xiàn)了連鑄中減弱傳熱要求；其次利用化學(xué)措施控制析晶后殘余液渣成分，可以很好的提高潤滑效果。這一技術(shù)的應(yīng)用有效的解決了兩者間的技術(shù)矛盾，實現(xiàn)了協(xié)調(diào)技術(shù)要求。

（三）實踐技術(shù)研究主要內(nèi)容

1、保護(hù)渣基礎(chǔ)理論與生產(chǎn)質(zhì)量控制

在保護(hù)渣生產(chǎn)中，如何更好的配置熔渣成分，確保保護(hù)渣的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的理論研究，以及保護(hù)渣生產(chǎn)中的質(zhì)量控制，一直是連鑄保護(hù)渣研究的重要內(nèi)容。如在基礎(chǔ)理論研究中，如何做好非硅酸鹽類保護(hù)渣在高溫熔融態(tài)以及降溫凝固過程中，保護(hù)渣結(jié)構(gòu)性能變化控制研究，就是這一研究的重要內(nèi)容。而在生產(chǎn)質(zhì)量控制研究中，其主要內(nèi)容包括了提高保護(hù)渣質(zhì)量控制機(jī)制；做好特殊保護(hù)渣創(chuàng)新開發(fā)；保護(hù)渣生產(chǎn)設(shè)備工藝技術(shù)研究等。

2、保護(hù)渣在連鑄生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

連鑄保護(hù)渣在生產(chǎn)中的應(yīng)用研究主要包括了以下的三個主要內(nèi)容。一是連鑄生產(chǎn)工業(yè)化現(xiàn)場中，保護(hù)渣結(jié)晶與潤滑特性相關(guān)的檢測技術(shù)研究。其主要的研究內(nèi)容是如何建立高效準(zhǔn)確的保護(hù)渣功能。二是如何做好連鑄保護(hù)渣成分性能監(jiān)測，以及實現(xiàn)生產(chǎn)應(yīng)用中效果評價方法規(guī)范化。三是做好連鑄工藝與保護(hù)渣匹配技術(shù)研究。

三、我國未來連鑄保護(hù)渣技術(shù)發(fā)展研究

在我國連鑄保護(hù)渣技術(shù)發(fā)展中，其未來的研究方向主要包括了以下幾點：一是如何在鋼材與連鑄技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上，建立和完善保護(hù)渣系列化體系，并建立相關(guān)的檢測、評價標(biāo)準(zhǔn)以及使用管理制度。二是加大新型、特殊性能保護(hù)渣創(chuàng)新開發(fā)研究，為我國連鑄技術(shù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

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