摘要：宝钢新建的3号板坯连铸机的产品以厚板厂为主要用户，断面尺寸为220、250、300 mm×(I 200～2 300)mm，并且以2000 mm左右的宽板坯为主，铸坯内在质量和表面质量良好，但在220 mm厚铸坯的几种裂纹敏感的中碳亚包晶钢上发生了纵裂缺陷。为此开发了适合于裂纹敏感的厚板钢种用的连铸保护渣，该保护渣具有高碱度、高结晶性和低粘度的特点，高结晶性增大了渣膜的热阻，使铸坯在结晶器内得到缓慢冷却，从而减少了铸坯的纵裂发生率，低粘度使铸坯获得了适宜的润滑，确保了连铸生产的顺行。

关键词：板坯；缓冷；保护渣

     宝钢新建的3号连铸机在2004年底投产，产品以供厚板厂的板坯为主，断面尺寸为220、250、300mm×(1 200～2 300)mm，其中300 mm厚铸坯是目前国内最厚的连铸坯。该机一冷水量大、流速高、结晶器铜板温度低，采用了液压非正弦振动方式、二冷喷嘴升降式幅切、动态轻压下等先进技术。铸机投产顺利，铸坯的内在质量和表面质量良好，但在随后生产的220 mm厚铸坯的几种裂纹敏感的中碳亚包晶钢上发生了纵裂缺陷。纵裂大部分发生在铸坯的中心位置，纵裂纹不长但伴随凹坑，在热检时要仔细观察才能看到，有纵裂缺陷的铸坯下线放冷后进行火焰清理，这祥会影响铸坯热送，因此必须把纵裂发生率控制在尽可能低的程度。

1缓冷型连铸保护渣的设计

    根据铸坯纵裂纹伴随凹陷这一特征，认为铸坯在结晶器内凝固迟缓部位形成凹陷，凹陷部位造成应力集中从而引发纵裂缺陷。这个判断符合铸坯纵裂缺陷是由于铸坯在凝固初期厚度的不均匀性造成的这一被广泛认同的结论，而减小铸坯向结晶器传热的热流值是减少凝固初期的坯壳不均匀性的有效手段，这是由众多文献资料所阐明并由实践所证明了的，对于中碳钢，当结晶器铜板热流超过2．0MW／m²时，纵裂发生率会显著增加。

    铸坯和结晶器之间的保护渣膜起润滑和控制传热的作用，保护渣渣膜与结晶器壁之间的热阻占铸坯向结晶器传热的总热阻的50％左右，因此提高渣膜的界面热阻是实现铸坯在结晶器内缓冷的有力措施，这就要求保护渣具有高的结晶性，高的结晶温度。对于裂纹敏感的中碳钢保护渣来说首先要确保铸坯适宜的传热作用(缓冷作用)，然后以较低的粘度和足够的单耗来确保润滑作用。根据上述原则，开发了用于厚板钢种的具有高碱度、高结晶性能、能在结晶器内对初生坯壳进行缓冷的连铸保护渣。

    表1是缓冷型保护渣和原板坯中碳钢保护渣的成分(质量分数)、性能对比。从表1中可知，缓冷型保护渣是目前国内使用的碱度(CaO／SiO₂)最高的板坯中碳钢连铸保护渣之一，保护渣的熔化温度高、结晶温度(DTA)高，凝固温度(粘度温度曲线的拐点温度)也高，并且一旦熔渣温度降至转折粘度温度便急剧上升，这也是保护渣结晶性强的一种表现，见图1。虽然它们的助熔剂总量和原有中碳钢保护渣基本一致，但原有渣是低F高Na₂O型，而缓冷型保护渣是高F低Na₂O型，这有利于在渣膜中析出枪晶石(3CaO·2SiO₂·CaF₂)。

2使用效果

缓冷型保护渣和原有中碳钢保护渣在一机两流的连铸机上进行了对比试验，2种保护渣在结晶器内的熔化性能、熔渣层厚度、保护渣的吨钢耗量都相仿，都在正常范围内，但两者的结晶器拔热量有明显差别，缓冷型保护渣的结晶器拔热量4个面很接近，且波动小，而原有保护渣的拔热量指数则要高200左右，波动也大，见图2。图3是缓冷型保护渣和原有保护渣铸坯与结晶器间渣膜横截面的照片。从图3中可以看出，缓冷型保护渣结晶性强，结晶速度快，晶粒粗大，与结晶器壁接触的渣膜表面粗糙，这些都有利于增大结器壁与渣膜间的界面热阻。结晶层厚，渣膜的固相区因气体来不及排出而形成均匀的气孔，也有利于提高渣膜的热阻。X衍射结果表明缓冷型保护渣渣膜的结晶矿物绝大部分为枪晶石。

    缓冷型保护渣投入使用后，裂纹敏感钢种的铸坯纵裂发生指数逐月下降，取得了明显的效果，见图4。

    缓冷型保护渣在3号连铸机以外的正弦振动连铸机上也进行了使用试验，但由于保护渣的单耗(吨钢耗量或单位面积耗量)太低而终止试用。这是因为高碱度保护渣渣膜的结晶层厚、液渣层薄而影响熔渣的流人，这也反过来说明非正弦振动连铸机在保护渣的选择上具有更大的灵活性。

3  结论

    (1)采用高碱度、高结晶温度的缓冷型板坯连铸保护渣是减少裂纹敏感钢种连铸坯纵裂缺陷的有效措施。

    (2)要协调渣膜传热和润滑这两项功能，保护渣在保持高碱度、高结晶温度的同时必须具有较低的粘度。

(3)连铸机的非正弦振动方式能增加保护渣的单耗，因此这种缓冷型保护渣更适合于非正弦振动方式连铸机                              

                                       朱祖民，  张  晨，  蔡得祥，  陈荣欢，  刘继呜