连铸结晶器石英水口蚀损机理分析

在前人研究的基础上,总结了石英水口制备工艺、选用以及在钢水浇铸过程的作用。针对本厂下线石英水口的状况,通过测量下线水口断面尺寸,分析了钢水成分、保护渣和水口对中等因素对石英水口蚀损的影响,得知石英水口蚀损主要有内部扩颈和外部缩颈两种形式,其中以保护渣侵蚀造成缩颈为主,平均速率为15.86 mm/h。水口在使用过程中如果未良好对中,会造成水口薄厚不均,影响水口正常使用。针对上述问题提出了在保证水口对中的前提下,改变石英水口浸入金属液面深度来延长其使用寿命的方法。     

连铸中间包上水口及浸入式水口结瘤物分析

水口结瘤一直是困扰连铸生产的问题,对连铸生产中发生结瘤的中间包上水口和浸入式水口从上到下做了全面的解剖分析,通过SEM、EDS、X-RD等手段对水口的结瘤物进行分析研究。结果表明,中间包上水口结瘤严重,钢水完全凝结;在浸入式水口渣线以上,发生了严重的结瘤,厚度约为16 mm,渣线下的结瘤较轻,结瘤物主要是Al2O3夹杂着钢水凝结而成,由于钢水中的酸溶铝含量较高,水口处Al2O3的富集使钢水凝结,堵塞水口。根据研究得出,中间包上水口和浸入式水口结瘤堵塞的原因为钢水酸溶铝含量较高,钢水在水口处温降过大、拉速过低等。     

中包水口渗钢原因分析及对策

武钢条材总厂一炼钢分厂中包水口渗钢一直干扰着钢厂的安全生产,分析接缝料、中包座砖的热膨胀性能对水口渗钢的影响,认为中包座砖与水口之间的热膨胀性差异是导致渗钢的关键原因。通过对中包座砖热膨胀性的研究,研制出与水口热膨胀性能相匹配的座砖,解决了水口渗钢的问题。     

连铸中间包水口堵塞机理及控制技术的发展

中间包水口堵塞问题严重影响连铸正常操作,造成铸坯卷渣、铸坯质量恶化,解决好中间包水口堵塞问题对于稳定连铸生产、提高铸坯质量具有重要意义。结合前人研究成果,总结了不同钢种、脱氧与精炼工艺条件下连铸中间包水口堵塞的机理,评述了钢液中夹杂物的生成、夹杂物向水口内壁面传递、粘附与沉积等因素对水口堵塞的影响机制,分析了各种防止水口堵塞控制技术的特点,提出了改善水口堵塞技术和理论研究方向。     

基于电脉冲技术抑制连铸水口结瘤堵塞的研究

 浇注过程中连铸水口表面存在自生电场,由此所引起的电润湿、电化学反应等界面作用严重影响水口结瘤堵塞。在连铸平台进行了工业试验,研究结果表明无电场处理的水口内腔结瘤物厚度可达10 mm,吐钢孔堵塞严重;电脉冲处理后的水口内腔平滑,吐钢孔无明显结瘤物。电脉冲处理可减弱或消除水口表面自生电场引起的界面作用,从而有效抑制水口结瘤,延长水口使用寿命。     

板坯连铸水口内钢液流动的数值模拟

 运用CFX计算软件研究了大通钢量工况下板坯浸入式水口流场,分析了水口结构、结晶器流动控制方式、水口吹氩等对浸入式水口流场的影响。研究表明,适宜的水口结构和控流方式组合能获得最优的水口出口流股形态和稳定均衡的流场。在大通钢量下,塞棒、底部凸起水口结构是最佳组合。不适宜的工艺组合形成并加重水口偏流,造成结晶器初始坯壳的不均匀冲刷和液面涡流,进一步诱发水口堵塞、水口结瘤、结晶器非稳态和不均衡传热,最终导致铸坯缺陷甚至诱发拉漏事故。     

定径水口浇铸电炉铝脱氧钢防水口堵塞

分析研究中间包定径水口堵塞问题,在没有降低钢水中铝含量和改变水口材质的条件下,优化与水口堵塞有关的工艺制度和正确控制与水口堵塞有关的工艺参数,解决了中间包定径水口浇铸电炉铝脱氧钢水口堵塞问题.     

20号钢圆坯生产过程中水口侵蚀研究

针对20号钢圆坯生产过程中侵蚀水口严重,导致生产成本增加的问题,根据20号钢侵蚀水口的机理,研究了20号钢的脱氧强度对水口侵蚀程度的影响,以及保护渣性能对侵蚀水口的影响。通过调整钢水氧化性和保护渣关键性能,改善了20号钢圆坯生产过程中发生的侵蚀水口严重的问题,延长了连浇炉数,降低了生产成本。     

热轧板坯连铸机长水口把持器改造

针对中包罐车上的长水口把持器在运行中出现的弯曲、变形、断裂现象,分析出其产生原因,对连铸长水口把持器进行改造。通过增加水口套壁厚,优化水口套材质等改造方案,提高了把持器、水口套及水口托盘的使用寿命,降低了备件成本,满足了生产要求。     

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。     

连铸用功能耐火材料的发展

介绍了钢铁连铸用浸入式水口、中包水口、长水口及塞棒等功能耐火材料的发展现状,指出今后的研究重点应是通过复合抗冲刷性能优良且透气性能好的内衬料,解决快换中包水口内衬不抗冲刷、容易向内衬中渗钢水、吹氩效果不理想的问题,开发多功能、高性能和长寿命的连铸用耐火材料.     

降低铝脱氧钢连铸水口结瘤的研究

对连铸铝脱氧钢生产中存在的浸入式水口结瘤问题进行了分析研究,认为钢液中的Al2O3夹杂蓄积在水口内壁是水口结瘤的主要原因。开发出了新型精炼渣应用于LF精炼,结果表明,采用新型精炼渣可有效地减少连铸铝脱氧钢的水口结瘤问题。     

中碳钢连铸过程中碳质水口结瘤现象的研究

研究了中碳钢连铸方坯生产过程中浸入式水口发生结瘤现象的原因和防止结瘤的方法.用SEM对水口结瘤物成分进行了分析,对采集的钢包、中间包及铸坯的钢样中夹杂物进行了观察,并对整个铸坯断面进行了定氧分析及对水口结瘤情况进行了数字模拟.结果表明,水口处结瘤物的来源主要是钢中Al2O3夹杂物和钢液对钢包和中间包内衬的侵蚀,并提出了解决中碳钢连铸水口结瘤问题的办法.     

浸人式水口堵塞的机理及其改善措施

研究了武钢第二炼钢厂浸入式水口堵塞的形成机理.浸入式水口中A12O3的堵塞降低了连铸生产率,也是引起钢材表面缺陷的一个原因.堵塞沉积主要是由于氧化物颗粒附着到浸入式水口耐火材料的内表面,继而烧结在一起所致,小沉积颗粒的烧结形成不规则的网状物,耐火材料和钢水间反应层的形成加速沉积,尤其是当耐火材料中含有可还原组分(SiO2).提出了改善水口堵塞的措施,主要有改善水口材质、改善和维护水口形状、改善钢水清洁度、对钢水夹杂物进行变性处理.     

连铸中间包水口堵塞机理及防止措施

介绍了连铸中间包水口堵塞的主要类型,总结分析国内外关于Al2O3黏附堵塞的机理及其防止措施的研究现状,并讨论防止水口堵塞措施的研究方向。针对水口堵塞问题,国内外开展了多方面防止水口堵塞措施的研究,取得了一定的效果,但水口堵塞问题仍未得到彻底解决。前人的研究结果表明,改进水口材质是可能从根本上解决水口堵塞的方法。目前,单一材质已不能满足连铸发展的要求,多样化、复合化是水口材质的发展趋势,其中碱性的尖晶石材料和低浸润材料将是重要的方向。夹杂物向水口内壁传递是水口堵塞的控制性环节,由于钢液高温不可见,目前多采用数值模拟方法进行研究。基于EDEM-FLUENT耦合的模拟方式可以更客观地描述夹杂物颗粒传递过程和考虑颗粒间的相互作用,将是数值模拟研究高熔点质点黏附机理的一个重要方向。     

钢包水口偏心率对浇注过程影响的数学模拟

 钢包的水口偏心率会显著影响浇注末期汇流旋涡的形成和发展过程。基于钢包特征设置合理的水口偏心率,有利于控制旋涡形态、抑制旋涡的危害。但是偏心率的变化如何改变流场,对浇注过程产生哪些影响,目前的研究并不充分。通过数值模拟方法,研究了水口偏心率对钢包流场和旋涡的影响规律,同时定义了“影响度”指标,定量分析了偏心率对浇注过程中表征流场和旋涡特性的14个物理量(如水口流量、旋涡角速度、湍动能、水口含气率等)的影响程度。结果表明,水口偏心率和各物理量之间存在非线性关系;不同物理量变化的临界点不同,普遍为0.5~0.7,旋涡的稳定性和容器壁面是影响临界点的主要因素。     

连铸机浸入式水口堵塞问题分析及其改善措施

采用浸入式水口浇注钢水过程中,尤其在浇铸铝镇静钢时,经常因Al2O3附着水口壁发生结瘤,甚至堵塞,不仅降低生产效率和水口的使用寿命,还会影响铸坯质量。从水口堵塞物的来源、微观结构、分布状况以及堵塞物的形成等方面,分析了浸入式水口的堵塞机理。介绍了国内外防止浸入式水口结瘤和堵塞的新技术。针对水口堵塞问题,提出优化水口结构、合理选用水口材质、提高钢水洁净度等改进措施。     

板坯连铸机中间包快速更换水口工艺的应用与实践

莱钢炼钢厂通过现场试用中间包水口快速更换工艺,研究分析了中间包水口快速更换与整体内装水口工艺在生产事故、钢水吸气、容器钢探伤合格率等方面的差异,为推广中间包水口快速更换工艺应用提供了依据。     

低碳连铸保护渣对水口耐材的侵蚀行为

 为达成“双碳”目标,目前国内钢铁企业致力于研发高性能的低碳、超低碳结晶器保护渣。低碳或超低碳结晶器保护渣具备适宜的物化性能,是高效、稳定连铸生产的基础保障,然而有关低碳保护渣对浸入式水口材料的润湿和侵蚀行为的研究甚少。通过高温润湿试验研究了中碳结晶器保护渣、低碳结晶器保护渣与ZrO₂-C水口耐火材料的润湿和侵蚀行为,结合微观结构分析阐明了低碳结晶器保护渣对浸入式水口渣线材料的侵蚀机理。研究结果表明,低碳结晶器保护渣与ZrO₂-C水口耐火材料的润湿性更好,且与传统型中碳结晶器保护渣相比较,在相同温度区间段内低碳结晶器保护渣与水口渣线ZrO₂-C材料的接触角小,熔渣在水口表面铺展更快;由微观结构分析可知,低碳结晶器保护渣对水口渣线ZrO₂-C材料的侵蚀程度较严重,且侵蚀深度更大。由于碳元素含量的影响,使得低碳结晶器保护渣与水口渣线ZrO₂-C材料润湿性更好,为低碳结晶器保护渣向水口内部溶解和渗透提供动力学条件。另外,相较于中碳结晶器保护渣,低碳结晶器保护渣与水口材料的碳浓度差更大,致使碳原子的扩散驱动力更强,进而影响两相界面的润湿、溶解以及化学反应。另外,通过工业试验结果表明,在连铸生产过程中,使用低碳结晶器保护渣时浸入式水口渣线部位颈缩更为严重,本研究结果可为连铸生产提供一定的指导和借鉴。     

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。