电渣炉渣皮形成机理研究

孟庆虎，许立伟，牛瑞新

(太原钢铁 (集团)有限公司，太原 030003)

电渣重熔的优点之一是可以获得光滑的钢锭表面.钢锭表面光滑的原因，是由于金属在凝固前被凝固的渣皮包覆着.电渣渣皮形成对钢锭表面质量有着直接的影响，国内文献对电渣渣皮形成机理有所研究，并提出“环形小熔池”理论［1～5］.

本文对渣皮形成后，沿端面横切面方向成分变化进行研究，并结合文献所述，提出渣皮厚度控制要素及方法，并进行了实验验证.

1 渣皮成分研究实验

1.1 实验方法

电渣重熔实验所采用的工艺条件如表1所示，共冶炼4 炉(编号为 a、b、c、d).冶炼后，渣皮较厚，达到6～7mm.发现渣皮具有分层现象，渣皮两侧为白色，中间为灰色.分别取两侧及中间粉末进行成分对比，位置(见表2)分别对应编号:1、2、3.对各炉次渣皮不同位置的厚度比和化学成分变化进行检验.

表1 电渣重熔工艺条件Table 1 The conditions of electroslag remelting process

表2 渣皮检验方案与厚度比Table 2 The testing plan and thickness ratio of slag skin

1.2 结果与分析

渣皮沿端面横切面方向成分不同位置的厚度比见表2.由于水冷结晶器的强制冷却，分层渣皮中，靠近结晶器一侧的厚度比占了50%.

不同炉次，不同位置处，渣皮中 CaF2和Al2O3在不同位置处的质量分数如表3和表4所示.炉次a的各位置处CaF2和Al2O3变化趋势如图1所示.

表3 CaF2检验结果Table 3 The testing results of CaF2 %

表4 Al2O3检验结果Table 4 The testing results of Al2O3 %

经检验分析发现，渣皮靠近结晶器一侧Al2O3含量(质量分数)达到78.5%左右，靠近钢锭一侧Al2O3含量达到70%左右(与配渣成分近似).

通过查阅X射线对晶体分析的相关文献发现，此两侧以高熔点相，长条状刚玉(α－Al2O3，熔点2 050～2 080℃)为主……