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本文利用相图软件模拟与渣膜恒温析晶规律实验,结合现场渣膜矿相结构特点分析了不同钢种以及同一钢种下正常渣膜与事故渣膜矿相结构形成机理。在前人研究成果的基础上,结合现场保护渣成分,制定CaO/SiO2=1-1.4,Al2O3=7-15%,CaF2=9-17%的CaO-SiO2-Al2O3-CaF2四元渣系组分模拟配渣方案。利用Fact Sage软件模拟保护渣渣膜各析晶矿物的析晶规律。结果表明,枪晶石析晶温度最高,其次为黄长石、硅灰石。枪晶石析晶量随着碱度和CaF2含量的增加而增多,而硅灰石的析晶量逐渐减少,黄长石随着碱度、Al2O3含量的增加而增多,CaF2含量对黄长石析晶量影响不大。在此基础上,实验室自制相同配比的保护渣渣膜,其矿相结构及析晶规律与Fact Sage软件模拟结果基本一致。对现场低碳钢SPHC、中碳钢Q235B、高碳钢45#保护渣渣膜矿相结构进行了系统研究,表明SPHC渣膜矿相结构“结晶层-玻璃层”,析晶矿物为枪晶石;Q235B、45#渣膜矿相结构均为“玻璃层-结晶层”,其中Q235B结晶率高,结晶层内部有明显枪晶石、黄长石分层。45#结晶率低,在铸坯一侧有少量硅灰石、黄长石析出。结合Fact Sage模拟与实验结果分析,SPHC、Q235B、45#渣膜形成机理分别为保护渣碱度低,渣膜结晶率低,导热好,在结晶器一侧有少量枪晶石“脱玻化”析出;Q235B保护渣碱度高,渣膜结晶率高,枪晶石析出后,黄长石继续析出;45#保护渣碱度低,渣膜结晶率低,达到成晶条件后,有少量硅灰石、黄长石析出。三种钢种对应的矿相结构均满足钢种对保护渣及其渣膜要求,因此没有质量问题产生。对现场中碳钢Q235B铸坯表面纵裂和黏结漏钢渣膜矿相结构进行了系统研究,表明渣膜中化学成分的改变导致了渣膜矿相结构发生变化。结合Fact Sage模拟与实验结果分析,铸坯表面纵裂渣膜形成机理为渣膜SiO2含量相对较高,导致了渣膜结晶率下降,有枪晶石“脱玻化”析出,形成了“结晶层-玻璃层-结晶层”的矿相结构;铸坯黏结漏钢渣膜形成机理为SiO2含量相对较低,导致了渣膜碱度升高,形成了大量高粘度矿物枪晶石析出的“玻璃层-结晶层”矿相结构”。该研究成果对现场保护渣调配,保证工艺顺行具有较高的实践意义。