Composition design and physical properties prediction of mold flux for continuous casting of high Mn–HIGH Al steel

Diseño de la composición y predicción de las propiedades físicas del fundente del molde para la fundición continua de acero con alto contenido en Mn y Al

El deterioro del fundente para moldes CaO-SiO₂ causado por la reacción de la interfaz acero-escoria es un cuello de botella que restringe la producción eficiente de colada continua de acero con alto contenido en Mn-Al. Por lo tanto, el desarrollo de un fundente de baja reactividad se ha convertido en un punto caliente de investigación. En este trabajo, se adoptó el esquema de alto contenido en Al₂O₃ y bajo contenido en SiO₂ para suprimir o reducir la aparición de la reacción acero-escoria. Dibujando el diagrama de fase binaria del flujo de moldeo basado en la composición CaO-Al₂O₃, se investigó la influencia de diferentes disolventes en las características de fusión del flujo de moldeo y se determinó la proporción de masa razonable de CaO/Al₂O₃y el contenido de SiO₂, SrO, MgO, Na₂O y B₂O₃. Según la viscosidad y el cálculo del modelo de temperatura de fusión, la propiedad física es beneficiosa para el diseño de la composición del fundente para moldes de baja reactividad.

INTRODUCCIÓN

El acero de alto contenido en Mn y Al es un acero típico de baja densidad, alta resistencia y ductilidad. La química del fundente del molde es importante, ya que afecta a la conservación del calor y al aislamiento, protege el acero fundido de la oxidación, proporciona una lubricación óptima, controla la transferencia de calor del acero y elimina la inclusión [1]. Sin embargo, el alto contenido de Al en el acero líquido puede reaccionar fácilmente con el SiO₂ en el fundente de molde tradicional a base de CaO-SiO₂ durante el proceso de colada continua, lo que provoca la disminución de la fracción másica de SiO₂ en la escoria líquida y el aumento de la fracción másica de Al₂O₃.

La composición del fundente de molde durante el proceso de colada cambia significativamente debido a la reacción del elemento de Al del acero con el SiO₂ del fundente, lo que puede influir en el comportamiento de cristalización, así como en las propiedades térmicas y físicas, como la transferencia de calor y la viscosidad del fundente de molde. Todo ello destruye las condiciones de lubricación y transferencia de calor en el canal de escoria, provoca grietas en la palanquilla de fundición, depresiones y atrapamiento de escoria, e incluso accidentes por rotura [2].

Para superar las dificultades anteriores causadas por el fundente para moldes a base de CaO-SiO₂ durante el proceso de colada continua de aceros con alto contenido de Mn-Al y otros grados de acero TRIP con alto contenido de Al, los expertos metalúrgicos intentaron desarrollar el fundente para moldes a base de CaO-Al₂O₃, y se llevaron a cabo investigaciones sobre la influencia de los tipos y proporciones de aditivos en las propiedades físicas del fundente para moldes [3 - 6].