粘模

更新时间:2022-10-24 22:20

粘模是指在渣保护浇注过程中,渣粘附在钢锭模壁上。会造成难以清理而妨碍正常铸锭及影响钢锭表面质量等问题。在六十年代的特殊钢生产中,由于保护渣配制不当,粘模现象非常严重,成为推广保护渣技术主要阻力之一。七十年代,采用石墨渣保护浇注后,粘模现象得到缓和。

名词介绍

在渣保护浇注过程中,往往遇到渣粘附在钢锭模壁上难以清理而妨碍正常铸锭及影响钢锭表面质量等难题。在六十年代的特殊钢生产中,由于保护渣配制不当,粘模现象非常严重,成为推广保护渣技术主要阻力之一。七十年代,采用石墨渣保护浇注后,粘模现象得到缓和,但也因其含碳量高达20%以上,在浇铸过程中易造成钢锭头部或表面增碳,因此降低保护渣中含碳量势在必行。

八十年代,研制低碳保护渣又出现同样的问题—渣粘附在钢锭模壁上。至今还未见到有关研究报道。所以搞清保护渣粘模的规律及机理,是研究低碳保护渣及特殊钢保护渣的一项基础性工作。本文考虑了保护渣基础成分;添加剂种类及数量;钢锭模材质和表面状况;铸锭操作因素对粘模的影响,并初步探讨了粘模机理。

研究方法

该炉子分两部分,上室放入装有保护渣的刚玉柑塌,升温到1500℃后保持30min,使渣熔融并均匀化。下室升温到1000℃后在氮气保护下放人钢锭模试样,保温10min,然后将上室熔融保护渣倒入钢锭模试样表面,保温5min后关掉电源,炉冷至7000℃(约40min)取出,冷却到室温后观察试样,评级并采用电子探针能谱分析方法测试微区成分。

考虑到粘模因素的复杂性及保证实验结果的准确性,试样评级是连续测试5~9次的统计平均值。

影响

钢锭模材质及表面状况的影响

本试验包括灰口铸铁和稀土镁球盈铸铁两种材质的钢锭模。稀土镁球墨铸铁钢锭模有利于减轻粘模现象。所以粘模不仅与炉渣性质有关,而且与钢锭模材质有关。

钢锭模表面状况也是有影响的。试件经砂轮打磨前,表面较为光滑,粘摸评定为0-1级;打磨后试样表面较为粗糙,粘模评级分别提高到0.5-3级。钢锭模表面被浸蚀或有裂纹时,粘模现象也往往比较严重,这是因为保护渣渗人凹坑缝隙,促使提高粘附程度。

粘模机理讨论

两种不同物质即保护渣与钢锭模间要互相粘附在一起,首先取决于粘附功大小,粘附功愈大,即保护渣表面张力大,对模壁的润湿角小,就愈易发生粘摸现象,但试验证明,实际的粘模过程机理远比预计的要复杂得多。

从保护渣粘附的模壁上采取的试样,经金相及微区电子探针观察和分析,发现保护渣粘附模壁时,在两者之间存在厚度为几微米到儿十微米的中间层。粘模程度大的,中间层明显而且连续;粘附程度一般的,中间层组织是断续的;没有粘附保护渣的模壁上就没有这层组织。

因此,保护渣粘模现象与中间层有关。经电子探针分析,中间层的成分不同于保护渣,并且沿着厚度方向变化,在靠近模璧处是由铁原子和高钠、高铁、低硅、低铝、低钙等氧化物组成。而与保护渣接触面,则由高铝、硅、钙及低铁氧化物了组成。

这说明中间层组织既具有与模壁金属相似的 性质,又具有与保护渣结构相似的性质,同一物质的内聚力是很大的。因此它既能与模壁牢固粘结,又能与保护渣粘结。这就是保护滋粘模的原因。

这层组织的形成是当保护渣与模壁接触.后,表面活性物质含钠的化合物在接触一面富集,促使模壁表面氧化物层(主要是铁的氧化物)更快地扩散渗透,形成高铁高钠的氧化物层。因此这不是简单的机械重叠,而是在高温下相互渗透、扩散及相互反应,逐步达到新的平衡的结果,归根结蒂,它是一受两相化学组成、添加剂、操作温度、环境气氛等一系列因素所影响。搞清中间层的形成规律,是研究解决粘模问题的前提。

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