Mathematic Model of SEN Clogging During Continuous Casting of Steel

 The SEN clogging is a long term issue for all the steelmakers. In the current study, the kinetics of SEN clogging during steel continuous casting was established. The dynamic build-up of alumina inclusions to the lining refractory of SEN was analyzed. The fluid flow and inclusions motion are calculated by means of mathematic model. Effect of diameters of inclusions, roughness of nozzle, diameter of nozzle and casting speed on the entrapment probability are estimated.     

含钛不锈钢连铸浸入式水口结瘤的研究

为了解决含钛不锈钢连铸过程中浸入式水口的结瘤问题,采用扫描电镜和 X射线微区衍射等方法分析了AISI 321不锈钢连铸水口结瘤物的物相,探讨了浸入式水口的结瘤机理。结果表明:水口结瘤物中的物相主要有CaO·TiO2 -MgO·Al2O3 和金属,其中CaO·TiO2- MgO·Al2O3 主要来自于钢液中的夹杂物。喂钛线后吹氩搅拌过强使钢液面裸露和浇铸时的二次氧化会显著增加钢中CaO·TiO2- MgO·Al2O3 双相夹杂物的数量,导致结瘤层明显变厚。冶炼过程中采用低铝硅铁(ωAl=0 05%)还原,且不加铝、Ca- Si脱氧,或者在加 Ca Si后通过喂钛线前的吹氩弱搅拌尽可能排除钢中CaO- SiO2、CaO- SiO2 Al2O3 等夹杂物,严格控制二次氧化,可使喂入钛线后钢中CaO·TiO ·Al O 双相夹杂物数量明显减少,从而改善水口结瘤现象。     

板坯连铸过程中水口堵塞的分析与解决措施

本文分析了在铝镇静钢的连铸过程中侵入式水口堵塞的基本原因,论述了解决水口堵塞问题的一些可行对策,有利于改进连铸生产及产品质量。     

板坯连铸浸入式水口防堵塞分析

分析了鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司生产低硅铝镇静钢时板坯连铸浸入式水口堵塞的原因,通过采取提高转炉复吹效果、RH加入增碳剂强制碳脱氧、降低钢包顶渣TFe含量、优化钢包底吹氩工艺以及保护浇铸等措施后,浸入式水口平均使用寿命由170 min提高至240 min,更换频率由平均2.0支/浇次降至1.1支/浇次。     

Effect of Nozzle Base Material on the Rate of Clogging during the Continuous Casting of Aluminum‐Killed Steels

One approach to solving the problem of nozzle clogging during the continuous casting of aluminum‐killed steels is through careful selection of nozzle materials. In this study, the rate of clogging was measured while casting steel through simulated nozzles produced from alumina, zirconia, magnesia, zirconia‐graphite, and alumina‐graphite ‐ three common base materials and two common carbon‐containing nozzle materials. Spent nozzles were characterized using optical and cathodoluminescence microscopy. Interactions between the nozzles and steel were not observed in the alumina, zirconia, and zirconia‐graphite nozzles. Slight interactions were observed in the magnesia nozzles as alumina inclusions within the steel interacted with the nozzle to produce alumina‐magnesia spinel. Greater amounts of interaction were observed with alumina‐graphite nozzles. No statistical differences in the mean rate of clogging were observed between all of the pure oxide nozzles and zirconia‐graphite nozzles. However, the alumina‐graphite nozzles clogged at a much higher rate than the other nozzles. The higher rate of clogging is thought to be due to refractory‐steel interactions.     

CSP连铸浸入式水口结瘤案例研究

研究了CSP连铸浸入式水口结瘤两种案例。案例曲线表明,塞棒开度和结晶器液面波动是钢水浇铸过程中最重要的特征参数。薄板坯连铸铝镇静钢中间包水口结瘤是高熔点夹杂在水口内壁的聚集。生产不稳,积压钢水在LF多次处理,产生细小的高熔点夹杂难以去除;软吹钢水“露眼”和开浇烧氧再生高熔点夹杂来不及去除都会导致水口结瘤。钙处理主要是球化夹杂,改善钢水可浇性。即使Ca／Als（钙／酸溶铝）和Ca／Alin（钙／酸不溶铝）都合适,夹杂物绝对量大,钢水可浇性仍较差,水口容易结瘤。     

生产轴承钢用浸入式水口的堵塞机理

 由于生产轴承钢水口的堵塞,严重影响生产的顺利进行。利用化学分析、相分析和岩相分析的方法对浸入式水口堵塞物及其耐火材料进行研究。结果表明,发生水口堵塞的位置主要在水口渣线部,堵塞物化学成分主要以金属Fe为主,其它含有Al、Cr、Si、C等物质。而水口内壁物质主要是Al2O3、SiO2、CaO、Cr2O3、FeO等氧化物。从X射线分析看,这些物质主要是熔点较高的CaO和Al2O3形成的CaO·2Al2O3和CaO·6Al2O3。由此分析得出,钢水金属冷凝、连铸保护浇铸不好和钢水不洁净是造成水口堵塞的主要原因。同时给出了防止水口堵塞的技术措施。     

连铸浸入式水口结瘤现象的研究现状及发展

 水口结瘤是影响铸坯质量的重要因素，阐述了浸入式水口结瘤现象的研究现状，并概述了水口结瘤的机理，总结了目前防止结瘤的一些措施，提出从动力学角度研究水口结瘤的思路。     

包钢小方坯连铸过程中的水口堵塞

中间包浸入式水口的堵塞是铝镇静钢连铸过程中普遍存在的问题,对于小方坯来说,问题尤为严重.包钢炼钢厂采用80 t转炉,钢包精炼炉(LF炉)和六流小方坯连铸机生产铝镇静钢.针对浸入式水口堵塞的问题,通过对LF炉精炼过程的优化,改善了钢水的浇铸性能,保证了小方坯铸机的顺利生产.     

Stable Oxygen Isotopes for Tracing the Origin of Clogging in Continuous Casting Submerged Entry Nozzles

An approach for tracing the origin of submerged entry nozzle (SEN) clogging that occurs during continuous casting of Al‐killed steel is presented. This approach consists of using stable oxygen isotope ratios. IR laser fluorination in combination with gas mass spectroscopy is performed to determine the oxygen isotope composition of alumina‐rich precipitates (clogging) and possible oxygen sources like refractory materials, slags, process and atmospheric oxygen. Three oxygen sources for clogging are identified. A quantitative model is presented.     

八钢板坯连铸中包浸入式水口结构的优化

总结了板坯连铸结晶器浸入式水口对结晶器流场的影响,通过数学模拟及现场大量试验。选定了适合八钢板坯连铸现场条件的浸入式水口,解决了结晶器角部扰动的问题,提高了板坯质量。     

含钛焊丝钢小方坯连铸水口的结瘤机制

 利用扫描电镜对含钛焊丝钢中夹杂物性质及连铸水口结瘤物的物相组成进行了分析,并结合热力学计算研究了水口结瘤的形成机制。结果表明,LF 精炼出站钢液中存在大量Al2O3、TiO2夹杂物,并不断附着沉积在水口内壁形成氧化铝型、氧化钛型或两者结合的结瘤物,连浇炉数仅为4次。通过优化钢中［Al］-［Ti］-［O］关系,控制铝质量分数在钛-铝竞争氧化平衡线之上,即w(［Ti］)/w(［Al］)4/3>84.49 且w(［Ti］)/w(［Al］)>7.46,当钢液中w(［Al］)<0.0068%时,能够降低Al2O3夹杂比例,有效减轻水口结瘤,连浇炉数提升至6炉次。     

Ti对超低碳钢浸入水口堵塞的影响

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂2150 ASP中薄板坯铸机在浇注含Ti超低碳钢时水口堵塞严重的问题,分析了超低碳钢中Ti含量对水口堵塞的影响,通过优化RH工艺、顶渣改质、保护浇铸及提高耐材烘烤温度等措施,铸流换水口的频率由原来的平均1.7次/浇次降低到1.2次/浇次,单支浸入式水口的使用寿命由原来的平均88 min延长到119 min。     

CSP浇注无取向硅钢水口堵塞研究

国内某厂采用BOF—LF—RH—CSP工艺生产无取向硅钢(Al含量0.3%～0.4%),通过对某一浇次每炉的系统取样(RH喂钙前、RH喂钙后、中间包稳态浇注及铸坯等),并采用光学显微镜观察,SEM分析,以及对水口堵塞物的矿相分析研究等,明确了水口堵塞物的结构和成分,简单阐述了水口堵塞的机理。重点研究了钙处理生成大量含CaS的夹杂物对水口堵塞的影响。通过改进生产工艺,在满足产品质量要求的前提下,使CSP生产无取向硅钢的连浇炉数从5炉提高到8炉及以上,提高了生产率。     

改善套管钢冶炼过程浸入式水口堵塞

 通过金相分析、扫描电镜、能谱分析等手段对国内某钢厂生产石油套管钢的水口堵塞物进行了分析,对冶炼过程Al2O3夹杂的控制问题从热力学角度进行了研究。热力学计算结果表明,当钢中的 [Al]s含量为0.025%,若钙处理时钢中钙含量高于22×10-6,硫含量低于0.008%,可较容易地将Al2O3夹杂变性为低熔点易上浮的C12A7。在热力学计算基础上,通过强化钢水钙处理,钢中钙含量提高至25×10-6～40×10-6,夹杂物变性上浮容易,连浇炉数由3～4炉提高至大于8炉。     

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。     

梅钢浸入式水口防止堵塞的机理研究与实践

重点研究了梅钢浸入式水口堵塞来源和堵塞机理。通过扫描电镜、能谱分析等手段对水口中堵塞物进行了分析,发现堵塞物中Al2O3占51.81%,为造成水口堵塞的最主要原因。在此基础上,主要从减少Al2O3生成及阻止夹杂物在水口壁积聚两方面入手,采取了一系列工艺控制和改善措施,使单水口的连浇炉数由改进前的平均6炉提高到了9炉,连铸生产逐步顺行。     

连铸中间包水口堵塞问题浅析

研究了浸入式水口堵塞的形成机理。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。耐火材料和钢水问反应层的形成，尤其是当耐火材料中含二氧化硅可还原组分，则加速沉积。另外，采取改善水口材质、改善和维护水口形状、提高钢水清洁度、对钢水夹杂物进行变性处理等措施，可有效防止水口堵塞。     

国内浸入式水口材质和防堵塞技术的发展

介绍了国内水口材质的发展状况;分析了熔融石英、Al2O3 C和复合浸入式水口材质的特点和水口堵塞机理;并从结构和材质上论述了防堵塞技术的发展前景。