Page 24 - 理化检验-物理分册2025年第一期

朱鹏宏，等：低牌号无取向电工钢B坯增碳的影响因素

坯头部至尾部碳元素质量分数由（4.4~4.7） ×10 −5
变至 1.9×10 − 5 ，增碳量为 3 种保护渣中最低。2 号
渣与1号渣相比，自由碳质量分数的降低有效地减少
了保护渣可向钢液传递的碳含量基数，因此控制增碳
的效果较1号渣有明显改善，而在熔点不变的前提下
提升黏度，适当降低渣粉熔化成液体的流动性，在一定
程度上可以减小富碳层与钢液弯月面的接触面积，从
而增大传递碳的可能性。3号渣与2号渣相比，自由碳
质量分数提升0.2%，理论上碳含量基数增加对控制钢
水增碳不利，但适当增加碳可以起到加快熔速的作用，
同时3号渣的低熔点可以有效促使保护渣熔化，保护
渣充分熔化会增加熔渣层的厚度，在试验中1，2，3号
保护渣的熔渣层厚度分别为10，12，17 mm，足够厚的
熔渣层可以使液面波动时富碳层与钢液接触的缓冲区
加大，减小接触面积，缩短接触时间，以改善增碳。
1.3 工艺变化对保护渣增碳的影响
在保护渣对比试验中，通过固定变量的方式得
出对控制增碳较为合适的保护渣成分及理化性能，
但在实际生产中，工艺条件往往变化较大，其中过热
度与拉速的变化也会造成板坯增碳。以3号保护渣
在连铸耐材固定条件下为例，挑选不同过热度与拉
速浇铸的板坯，对其取样并使用碳硫分析仪检测碳
含量，结果如表2所示。
在组1、组2、组3中分别选取13，21，18块板坯
作为代表试样，其中组 1 板坯过热度为 15~20 ℃，
拉速为1.2 m/min，组2板坯过热度为20~25 ℃，拉
速为1.4 m/min，组3板坯过热度为25~30 ℃，拉速
为1.4 m/min。从3组板坯增碳情况看，组1为过热
度与拉速同时处于较低水平，此时板坯增碳量为

（6~10） ×10 −6 ，在3组试样中最高，这主要是因为
钢液温度低会影响保护渣的熔化效果，保护渣熔化
效果差，则熔渣层厚度减薄，粉渣层厚度增加，富
碳层与钢液的间距缩短，使钢液更容易发生增碳。

组2工艺在组1的基础上同时提升了过热度及拉速，
图 1 不同保护渣对板坯增碳的影响 −6
板坯增碳量为（2~4） ×10 ，较组1明显降低，说明
钢液温度提升促使保护渣熔化效果改善，熔渣层厚
度增加，钢液增碳量下降。同时，拉速的提升使单位
时间内通过结晶器的钢水量上升，浇铸节奏加快，从
而使过程的温降损失减少，有助于促进浇铸中保护
渣的熔化。组3在组2的基础上进一步提升了过热度，
此时板坯增碳量进一步降低，但降幅明显下降，说明
钢液温度对保护渣熔化的影响已基本趋于饱和。因
此，合适的钢液温度与拉速也是侧面影响保护渣增

图 2 保护渣 3 层结构示意 碳的关键因素之一。
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