住友金属低成本浇注板坯的技术措施

介绍了日本住友金属工业公司低成本浇注板坯的技术措施,包括保温性能优良的结晶器保护渣的开发,合理控制超低碳钢浇铸用保护渣的碱度和粘度以减少板坯表面夹杂物、提高铸坯的质量,中间包底部供气以促进夹杂物上浮去除.在浸入式水口的设计方面,指出了优化设计水口内部耐火材料成分能减少夹杂物Al2O3黏结堵塞水口内壁,重点叙述了新型涡流浸入式水口的开发及在和歌山厂和鹿岛厂的应用情况:涡流浸入式水口减缓了钢水对结晶器液面的冲击,液面波动减小,板坯表面针孔和条状缺陷减少,水口使用寿命延长.     

弯月面的热分析——评价板坯表面质量的工具

1　前言包晶反应类钢的板坯经常出现横向裂纹以及纵向中间表面裂纹、深振痕、夹杂、夹渣、气泡等缺陷。把那些包含裂纹以及其它缺陷的所有炉次及信号加以分析并与没有缺陷的炉次进行对比 ,发现 Al2 O3 夹杂很明显是由于浸入式水口堵塞物的聚积。堵塞物的聚积是因为浸入式水口更换之前的瞬间 ,相对稳态的流速改变或铸速的较大变化。同时也发现结晶器振痕深度和弯月面热传导之间的关系。在结晶器窄面用热电偶测量的结果表明 :结晶器的热传导随振痕深度增加呈线性降低 ,对横向凹坑和其它不平度、表面粗糙度的评估表明它们与结晶器弯月面热传导…     

CAS OB精炼和连铸过程钢中夹杂物来源示踪研究

通过添加示踪剂研究CAS OB的精炼过程和连铸过程以及板坯钢样夹杂物来源。结果表明,精炼过程和钙处理后的钢中显微夹杂物均含有钢包渣示踪元素镧;中间包钢样中的显微夹杂物同时含有镧和中间包示踪元素铈;板坯中的显微夹杂物含有镧、铈、钾、钠中的几种,说明钢液脱氧产物与钢包渣、中间包覆盖剂、结晶器保护渣均产生了反应。板坯中大型夹杂物主要源于结晶器保护渣,其次源于钢包渣,少部分源于中间包覆盖剂;大型夹杂物同时含有钾、钠、镧、铈中的几种元素,说明大型夹杂物是脱氧产物与卷入钢液中的钢包渣、中间包覆盖剂、保护渣或中间包内衬蚀损产物相互反应的复杂夹杂物。     

CAS OB精炼和连铸过程钢中夹杂物来源示踪研究

通过添加示踪剂研究CAS OB的精炼过程和连铸过程以及板坯钢样夹杂物来源。结果表明,精炼过程和钙处理后的钢中显微夹杂物均含有钢包渣示踪元素镧;中间包钢样中的显微夹杂物同时含有镧和中间包示踪元素铈;板坯中的显微夹杂物含有镧、铈、钾、钠中的几种,说明钢液脱氧产物与钢包渣、中间包覆盖剂、结晶器保护渣均产生了反应。板坯中大型夹杂物主要源于结晶器保护渣,其次源于钢包渣,少部分源于中间包覆盖剂;大型夹杂物同时含有钾、钠、镧、铈中的几种元素,说明大型夹杂物是脱氧产物与卷入钢液中的钢包渣、中间包覆盖剂、保护渣或中间包内衬蚀损产物相互反应的复杂夹杂物。     

稀土钢连铸喂丝工艺存在的问题及对策

稀土钢连铸中间包和结晶器喂丝，生成的稀土氧化物使中间包覆盖剂、结晶器保护渣的使用性能发生变化，稀土夹杂物容易导致水口堵塞、结瘤。针对这些问题，建议研究开发稀土钢连铸专用中间包覆盖剂和结晶器保护渣，同时采取适当的措施防止水口结瘤的产生。     

板坯连铸机浸入式水口相关技术参数研究

通过对板坯连铸机中间包浸入式水口尺寸、形状、插入深度、流场、换渣线及水口安全使用寿命等技术参数研究,确定了合理的浸入式水口相关参数,提高了水口的使用寿命,确定了水口的安全使用时间,稳定了结晶器钢液流场,保证了保护渣良好熔化和坯壳润滑,使板坯连铸机生产稳定顺行,铸坯质量得到提高。     

25CrMnMo钢表面缺陷成因分析及控制

通过宏观形貌观察、微观组织(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,分析了25CrMnMo钢管生产过程中表面缺陷产生的原因,并进行了系统优化。通过对25CrMnMo钢的理化性能分析,发现钢管表面宏观缺陷存在结晶器保护渣剥落现象,而微观分析发现钢管皮下含有许多大尺寸FeO-Na₂O-Al₂O₃-CaO不规则夹杂物。同时,将钢管表面缺陷处夹杂物成分与长水口、浸入式水口以及炉渣成分、结晶器内保护渣进行对比分析,发现钢内夹杂物中Na、Al为结晶器保护渣的代表元素,推断原工艺条件下,卷入且来不及上浮的结晶器保护渣在凝固前沿时被凝固坯壳捕获,并形成表面及皮下夹杂缺陷是25CrMnMo钢管出现缺陷的主要原因。通过将浸入式水口的插入深度由80～130 mm改为90～130 mm,电磁搅拌电流由300 A降为200 A,频率3.0 Hz不变等降低卷渣指数的措施,有效改善了25CrMnMo钢结晶器卷渣问题,提高了铸坯质量。     

亚包晶钢板坯纵裂成因与浸入式水口改型

针对某厂连铸机浇注亚包晶钢板坯表面纵裂纹发生率较高的问题,分析了双侧孔浸入式水口对裂纹形成的影响。在此基础上对浸入式水口结构进行优化,开发了新型浸入式水口。通过模拟研究和生产应用分析,对比了双侧孔浸入式水口与新型浸入式水口结构的差异以及两者对结晶器内流场和温度场的影响。结果表明,采用双侧孔水口浇注时,结晶器钢液流场和温度场分布不合理,导致结晶器内液渣层厚度不均匀,尤其是水口与结晶器壁之间位置液渣层厚度偏薄,从而诱发了板坯表面纵裂纹缺陷的大量发生,纵裂纹集中在板坯宽面中心400 mm范围,裂纹长度50～1 200 mm,深度2～12 mm;采用新型浸入式水口更有利于水口与结晶器壁间钢液流动,增加水口出入口钢液束流能力,使结晶器内钢液流场对称、温度场分布均匀、液渣层厚度均匀增加,亚包晶钢板坯表面纵裂纹改善显著,表面纵裂纹发生率由10.9%降低至1.5%。     

板坯结晶器内钢/渣界面流态的水模拟

通过在全比例水模型上进行模拟,研究了结晶器宽度、拉坯速度、浸入式水口结构及水口浸入深度等工艺参数对板坯结晶器内钢/渣界面波动和界面最大流速的影响。结果表明:单独增大结晶器宽度或拉坯速度,结晶器内钢/渣界面波动和界面最大流速都将增大;而浸入式水口结构和水口浸入深度对钢/渣界面波动和界面最大流速的影响较复杂,其中,15°凸型水口通用性较好。     

窄带钢边部缺陷成因及对策

分析了窄带钢烂边的主要原因及对策。认为结晶器卷渣是窄带钢烂边的主要原因,非稳态浇注是造成结晶器卷渣的主要因素。形成非稳态的主要因素有:中间包液面波动过大;浸入式水口插入深度不足;浸入式水口不对中;浸入式水口管壁穿透;拉速过快;开浇及浇注结束时间短;保护渣性能不匹配等。其中任何一个因素出现问题都会造成严重的铸坯表面夹渣。结合企业实际情况,通过提高渣系碱度,规范换包操作,调整浸入式水口深度等措施控制结晶器卷渣后,窄带钢边部缺陷已基本消失。     

钢铁冶炼新技术讲座之十二连铸新技术(二)

2提高连铸坯洁净度技术连铸过程中生产洁净钢,一方面是去除液体钢中氧化物夹杂,进一步净化进入结晶器的钢水,另一方面是防止钢水的再污染。对于液体钢中夹杂物去除主要决定于夹杂物形成、夹杂物传输到钢——渣界面和渣相吸附夹杂物。对于防止连铸过程钢水再污染,主要决定于:(1)钢水二次氧化;(2)钢水与环境、钢水与空气、钢水与耐材相互作用;(3)钢液流动与液面稳定性(渣-钢界面紊流、涡流);(4)渣钢浮化卷渣。2.1生产洁净钢主要控制技术(1)保护浇注技术常用的钢水密封保护如:中间包密封、钢包→中间包采用注流长水口 吹氩保护,中间包→结晶器…     

IF钢热轧板卷渣缺陷形成原因及控制措施

针对210-2250线IF钢绕组板卷渣缺陷形成原因进行了系统调查研究,结果表明板坯在连铸浇注过程中结晶器窄面液位波动造成保护渣卷入是此类缺陷发生的主要原因,通过增加浸入式水口插入深度,优化浸入式水口结果、优化保护渣性能、降低拉速等、能有效避免结晶器窄面保护渣卷入、工业实践表明、工艺调整后IF钢热轧板卷渣缺陷发生率明显降低。     

连铸机结晶器流场与温度场和夹杂物排除数理模拟

以板坯连铸机结晶器为研究对象,采用数值模拟和水模试验相结合的研究方法,模拟了两种水口浇注条件下结晶器内温度、速度场分布以及钢中夹杂物上浮排除状况.试验发现,原有水口存在上循环弱、热交换慢、保护渣融化不均匀等缺点是铸坯出现表面纵裂纹和夹杂物上浮排除困难的主要原因;而新水口增强了结晶器内上循环速度,促进了钢中夹杂物的上浮.工业大生产应用结果表明,新水口能明显地降低板坯表面纵裂纹和改善铸坯洁净度.     

铝锆碳浸入式水口异常堵塞原因分析

对钢液微合金化钛处理后引起堵塞的铝锆碳质浸入式水口进行分析,结果表明:堵塞物质为铝酸钙和钙钛矿。铝酸钙有变质体中的析出相,也有水口内壁处的原位反应产物,还有钢液中内生夹杂物。中包渣渗有钛处理和铝处理后的残留物,改变了原有属性,导致水口边滞留,为新生高熔点物质铝酸钙提供了物质来源,新生和内生铝酸钙及钙钛矿共同引起水口结瘤导致堵塞。     

俄马钢连铸中间包吹氩保护工艺

由于中间包采用透气水口、长水口、塞棒及挡渣墙吹氩保护工艺,钢中点状不均匀类缺陷率减少了0.000 3%,钢中夹渣类缺陷率减少了0.020%,粗大颗粒夹杂类缺陷造成的板坯废品率减少了0.003 2%,有效地降低了钢水连铸中的板坯缺陷,创造了可观的经济价值.     

非金属夹杂物模型研究

最近几年，对板坯表面质量的要求日益严格，钢水中的非金属夹杂物将导致薄钢板的表面缺陷并堵塞连铸过程中的水口。为此，国外有人采取了很多方法来去除钢水中的非金属夹杂物。在一项研究中，根据湍流凝聚和斯托克斯凝聚开发了中间包和连铸结晶器中的非金属夹杂物凝聚和上浮的数学模型。得到下列结果：在中间包中，斯托克斯凝聚机理起主导作用，并且让钢水在中间包中保持足以使夹杂物上浮的时间是非常重要的。在结晶器中，氩气泡可能聚集在许多三氧化铝夹杂物的表面上，这可能在板坯中形成大的三氧化铝串状物。     

铝锆碳水口在浇注钙处理钢堵塞的原因分析

对生产中被堵塞的铝锆碳质浸入式水口分析表明,堵塞物质为六铝酸钙。该物质为水口内壁处的原位反应产物,其中水口内壁的刚玉骨料和细粉提供了六铝酸钙的氧化铝组分,钢液携带的钙提供了氧化钙组分。LF处理后添加的钙合金数量不当,导致夹杂物类型失控,是引起水口材料被侵蚀并造成堵塞的主要原因。     

高强钢板坯纵裂的控制

介绍了河钢邯钢新区连铸机的工艺参数,分析了低合金高强钢生产过程中出现的板坯纵裂的形貌、成因,并对钢水成分、浇铸温度、保护渣、结晶器冷却水量、浸入式水口浸入深度对板坯纵裂的影响进行了跟踪。通过控制钢中[C]、[S]、[P]含量、控制中包过热度、优化保护渣熔融特性、减弱结晶器冷却强度、保持连铸设备良好的工作状态等措施,板坯纵裂得到有效控制。     

IF钢冷轧板表面缺陷研究

对IF钢冷轧板表面缺陷进行了分析研究,发现该缺陷是由夹杂物引起的,夹杂物为Al2O3颗粒与CaO-SiO2-A12O3-MgO—Na2O-K2O系的复杂氧化物。其来源很可能是中间包覆盖渣与浸入式水口内堵塞物的结合物。在轧制过程中,夹杂物的脆性部分被碾碎,呈颗粒状零散分布;塑性部分被碾平,不均匀地分布在铁基体表面上。     

38CrMoAl钢浸入式水口结瘤机理研究

通过对高铝钢38CrMoAl连铸方坯生产过程中钙处理前后水口结瘤物的物相测定和钢中夹杂物的类型分析,研究高铝钢中间包浸入式水口处结瘤机理。分析结果显示,Al_2O_3、MgO·Al_2O_3和CaS是堵塞中间包水口的主要物质,水口堵塞的原因是钢液中的高熔点夹杂物在水口内壁聚集、粘结。钢中较高的S含量、精炼渣系控制不当、钙处理过度是引起水口堵塞的主要原因。针对上述原因,结合实际生产提出了高铝钢水口结瘤改进措施。