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发布时间:2017-03-02 | 关注:0 |

连铸中间包水口堵塞一直是困扰炼钢厂的一个难题,对于它的研究已经开展了30多年,然而该课题仍没有很好地解决。堵塞是由钢水中的固态微小夹杂物(尤其是Al2O3、TiO2和CaS)沉积引起。浇铸时,Al2O3等非金属夹杂在浸入式水口壁上逐渐形成,周期性地剥落带入结晶器,使铸坯中有害的大型夹杂物增加。此外,水口堵塞导致浇铸提前结束,以致连浇炉数减少和降低连铸机的生产率。尽管通过向塞棒、中间包水口和套管吹氩可以减少堵塞,但分散的非金属夹杂和弯月面处的扰动仍会增加连铸板坯的大型夹杂物的数量,因此影响产品的表面质量。  

在生产过程中发现连铸水口堵塞与品种、工艺有关,低碳、超低钢比其他品种易出现堵塞现象;LF炉工艺发生水口堵塞现象后棒位上涨迅速,CAS、RH工艺发生水口堵塞现象后棒位上涨相对缓慢。京唐公司技术人员对连铸水口堵塞原因进行分析,对其堵塞机理有了一定的认识,并提出了改善措施。  

水口堵塞物的特征  

通过大量收集典型易堵品种连铸水口的堵塞图片,对水口堵塞物、钢水中非金属夹杂物的成分以及组成进行分析,以便弄清水口堵塞物的来源。  

水口侵蚀只是造成水口堵塞的一个必要条件。观察大量的废弃水口,都有不同程度的侵蚀,但其中一部分水口的粘附层很薄,甚至没有粘附层。这说明即使水口发生侵蚀,但只要钢水中氧化夹杂物,特别是氧化铝夹杂少,水口堵塞几率就能大大降低。因此,尽量降低钢水氧化性夹杂,并做好防止钢水二次氧化工作,是降低水口结瘤率的关键。堵塞的水口由基体、中间反应层、表面沉积层三部分组成。  

低碳、超低钢比其他品种易出现堵塞现象,钢水中硅含量、碳含量越低越易出现堵塞现象,钢水中钛含量越高越易出现堵塞现象。低碳和超低钢水口堵塞最大的不同是超低钢水口堵塞含有一定量的钢。  

对典型的堵塞水口堵塞物进行分析,低碳钢LF工艺造成的堵塞物其主要是由高熔点氧化物组成,大多数是Al2O3,其中混有MgO·Al2O3(尖晶石),CaO—Al2O3系矿相及少量硅酸盐。低碳钢CAS、RH工艺造成的堵塞物其主要是由高熔点Al2O3组成。含Ti超低碳钢水口堵塞物主要由Al2O3及其外部包裹着一定量的TiO2组成,并含有一定量的钢。  

水口堵塞形成的原理  

堵塞的水口由基体、中间反应层、表面沉积层三部分组成,目前许多研究普遍认为水口堵塞形成的原因主要有以下四方面:  

钢中存在的氧化物向水口壁的传输:水口堵塞最重要的原因是钢水中的固态夹杂物在水口壁上的沉积;固态夹杂物来源较多,如炼钢及精炼过程中的脱氧产物、二次氧化产物、卷渣、化学反应形成的固态夹杂物等。  

水口接缝处的吸气:水模型实验和数值计算表明钢水流经滑动水口或塞棒后产生较大的负压,极易造成空气吸入;如空气进入水口,氧气将和Al反应生成氧化铝夹杂;吸入的氧在水口壁产生表面张力,这种张力在水口壁上对钢中夹杂物颗粒产生一种不可思议的吸附作用;Rackers计算得出:即使是导致增氮0.3ppm的较小氧气吸入量产生的表面张力可以使一个10μm的颗粒以0.9m/s的速度向水口壁运动,这可能是在湍流程度较低的区域产生水口堵塞的主要机理。  


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