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。     

极低过热度连铸技术及水冷水口设计的研究探讨

在分析连铸过程中钢水过热度对连铸坯的内部质量和连铸机产量影响的基础上，以不改变现有连铸设备为前提，将原结晶结昌器长水口改造为水冷长水口，降低钢水进入结晶器对时过热度，改善铸坯的中心偏析和内部质量，提高铸坯出结晶器时的厚度，以提高连铸机的拉速，从而提高连铸内部质量和连铸机的产量。     

连铸用浸入式水口(SEN)的发展

浸入式水口是连铸用关键功能耐火材料之一,其使用效果直接影响连铸效率和铸坯质量.随着连铸技术的发展,浸入式水口也经历了不同的发展阶段.本文介绍了浸入式水口在连铸中的位置及其作用,着重介绍了不同时期不同材质浸入式水口的优缺点和几种具有防堵功能的浸入式水口,并对浸入式水口的发展趋势进行了分析.     

中薄板坯连铸结晶器浸入式水口的优化设计

应用数值模拟软件对唐钢中薄板坯连铸结晶器及浸入式水口内的钢水流场、温度场进行数值模拟,分析了水口结构、拉速、浸入深度和铸坯断面对流场和温度场的影响,在此基础上确定了水口的最佳结构和浸入深度,并在生产中进行了验证,不但提高了铸坯质量和产量且稳定了连铸生产。     

转炉连铸坯质量的改善

介绍了杭钢转炉厂连铸系统经过大包长水口保护浇铸，中间包改用镁质涂料、采用自清洗过滤器，加长结晶器铜管和结晶器液面自动控制等几项技术改造后，铸坯质量和连铸技术经济指标有了明显的改善。     

4孔浸入式水口结晶器钢水流场的仿真分析及其在连铸生产中的应用

为减少轴承钢300 mm×300 mm连铸坯的碳偏析,通过CFX-4.4软件仿真分析了连铸结晶器内钢水流动和传热凝固过程,探讨了有关工艺参数和浸入式水口结构的关系。实践表明,通过4孔水口替代直孔水口,铸坯的碳偏析级别由1.0～2.0级降至1.0～1.5级,采用4孔水口中心碳偏析≤1.0级占79%,直孔水口仅为50%。     

薄板坯连铸结晶器内腔形状的优化

以薄板坯连铸机的结晶器为研究对象，利用计算机仿真技术，在不同结晶器图形方案下系统地比较了结晶器伸入式水口、钢液流动及传热、保护渣、凝固坯壳应力对薄板坯连铸工艺的顺行和铸坯质量的影响；并提出了薄板坯连铸机适宜的结晶器内腔形状以及与之相适应的伸入式水口结构形状。该研究结果为进一步优化薄板坯连铸结晶器内腔形状及工艺参数提供了依据。     

浸入式水口结构对连铸大圆坯质量的影响

为研究不同结构的浸入式水口对大规格连铸圆坯质量的影响,以某钢厂生产断面直径为?500 mm的42CrMo连铸圆坯为背景,对使用侧孔浸入式水口和传统直通浸入式水口的使用效果开展研究。结果表明,采用侧孔浸入式水口浇铸时,结晶器进出水温差由传统直通水口的3.30℃提高至3.54℃;连铸圆坯中心疏松由1.5级改善至1.0级,中心偏析指数由0.93～1.21降低到0.98～1.02,近表层至近中心碳极差由0.050%～0.075%降至0.035%～0.053%,使用侧孔浸入式水口的连铸圆坯碳偏析得到改善;铸坯内弧侧表层至3/4R处氧化物夹杂物总量减少0.5个/mm²;铸坯从1/4R处向内长度不小于13μm的硫化物数量减少0.35个/mm²;轧材全氧质量分数平均降低0.000 12%,夹杂物中B类氧化物夹杂均在1.5级以内,钢中大尺寸夹杂物明显减少,钢的洁净度得到改善。     

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.     

浸入式水口吸入空气机理及吹氩量控制模型

 连铸过程浸入式水口本身及其与上水口连接处容易吸入空气,导致钢水二次氧化,随之可能造成水口结瘤及断浇,导致严重的连铸事故。通过向水口内部吹入氩气可以防止空气吸入,吹氩量控制不当容易引起铸坯缺陷。基于伯努利原理和质量守恒定律建立了从中间包到结晶器的速度-质量模型,探讨了以上部件吸入空气的机理。首先研究了理想与考虑压损2种情况下水口直径、水口浸入深度、中间包液位、铸坯宽度和拉坯速度对水口入口的钢液横截面积与出口的钢液横截面积之比(A_A/A_P)的影响,然后对水口结构进行了优化,并建立了吹氩量控制模型。结果表明,为防止水口吸入空气,应尽量减小水口直径、降低中间包液位和水口浸入深度的高度差、增大拉坯速度和铸坯断面宽度。其中水口直径提高10%,A_A/A_P从2.15增大至2.62;铸坯宽度和拉坯速度对A_A/A_P影响略低于水口直径,同样提高10%,A_A/A_P均从2.15降低至1.96;中间包液位和浸入深度对A_A/A_P影响最小。基于此研究结果,水口结构优化为符合钢液流束的圆台形,并结合水口内真空区体积确定了吹氩量控制模型,使得水口内始终保持微正压。本研究结果为减小甚至消除水口的空气吸入、控制氩气吹入量提供了理论基础,对高品质钢的生产及节能降耗具有重要意义。     

宝钢—炼钢厂连铸机结晶器浸入式水口吹氩的水模研究

针对宝钢一炼钢厂的结晶器吹氩水口进行了１：１水模实验，研究了不同板坯宽度、拉速、水口出水口面积、出水口角度、浸入深度和吹气量等条件下结晶器液面波动和流股在窄面的冲击点的冲击点的变化情况，并提供了水口优化设计及操作参数，为提高连铸生产率及铸坯质量提供了依据。     

有关连铸坯质量的几个问题

本文阐述的连铸坯质量问题包括：对理解连铸坯质量有用的钢锭知识；连铸坯的形状缺陷及相关质量问题；FeSi中含有的Ca和Al等对水口堵塞的作用；结晶器保护渣的选用。     

电磁搅拌作用下水口深度对液面波动的影响

 结晶器内液面波动会影响连铸坯的质量,施加电磁搅拌使钢液的液面呈旋转抛物面。电磁搅拌电流过大或拉速过高会造成保护渣卷渣现象,对铸坯质量造成不利的影响。以某钢厂[?]250 mm连铸圆坯结晶器电磁搅拌为研究对象,采用电磁-流体单相耦合的方式及流体体积函数VOF模型,建立描述结晶器电磁搅拌作用下液面波动的数学模型,研究电磁搅拌作用下浸入式水口深度对液面波动的影响。研究表明,通过增大水口深度,能够改善因电磁搅拌强度过大或拉速过大造成的卷渣现象,减小水口附近的液面波动。     

特殊钢连铸大方坯的浇注

210×270mm特殊钢连铸大方坯,采用潜入水口保护渣浇注新工艺,使连铸坯的表面及内部质量达到或超过模铸钢锭质量水平。     

高碳硅镇静钢小方坯水口结瘤分析及改进

分析了高碳硅镇静钢小方坯连铸生产过程中中间包定径水口的结瘤原因。结果表明,水口处结瘤物主要是Si02以及（Ca、Si、Mn、A1、Mg、Zr）Ox的复合物。通过采取合理控制钢水成分、精炼时间、净吹氩时间以及钢水过热度等措施,减少了中间包水口结瘤现象,连浇炉数提高了47％,提高了铸坯的质量。     

板坯连铸结晶器非稳态流场的模拟研究

本文运用数值模拟研究方法,研究高拉速厚板坯连铸非稳态结晶器流动特性,研究浸入式水口堵塞、水口不对中对结晶器流场、液面流速和对初生坯壳的影响。高拉速厚板坯连铸,铸坯质量下降,90%表面缺陷集中在铸坯边角区域,最严重的缺陷是铸坯中心和角部纵裂。非稳态工况对结晶器的流场影响因素更为显著,研究发现水口堵塞程度、水口出口流速、流量分配比是结晶器液面流速不对称、液面波动的主要影响因素,水口不对中是钢液流股对结晶器初生坯壳局部热冲击的主要因素,因此高拉速连铸应尽量避免非稳态工况操作,确保产品质量和效率的双赢。     

连铸坯皮下气泡缺陷成因及控制

皮下气泡是连铸坯常见的质量缺陷,严重影响钢材的质量及使用性能。通过对国内部分钢厂生产的连铸坯皮下气泡的缺陷情况进行总结分析,发现一氧化碳气泡缺陷和氩气泡缺陷占很大比例。其次,总结概述了连铸坯皮下气泡缺陷的分布特点,气泡被捕获的机理以及不同类型气泡缺陷的形成原因,发现脱氧不良、水口吹氩工艺、电磁搅拌以及过热度等均会对皮下气泡缺陷造成影响。为降低铸坯皮下气泡缺陷产生的不良影响,提出了控制连铸坯皮下气泡缺陷的有效措施,以期为实际生产提供参考。     

立式电磁制动对不同水口角度下连铸结晶器内流场的控制

利用Fluent软件模拟计算了常规板坯连铸和立式电磁制动板坯连铸过程,详细研究了不同水口出口角度结晶器内三维流场,为评价立式电磁制动技术的冶金效果提供理论依据.研究表明:常规连铸过程水口出口角度增加时,不利于夹杂物的上浮,影响铸坯质量;不同水口出口角度连铸过程应用立式电磁制动技术后,自由表面钢液流速、钢液主射流的运动速度和下回流区的冲击深度显著减小,利于稳定液面波动、减少卷渣、防止漏钢和促进夹杂物的上浮,符合立式电磁制动技术的设计思想.     

防止浸入式水口堵塞的研究与应用

介绍了一种连铸中包采用浸入式水口和塞棒同时吹气工艺，防止浸出式水口堵塞技术，研究结果表明：采用这种工艺后，可使１５ＭｎＨＰ钢的连铸炉数由原来的４炉提高到６炉。中包－铸坯夹杂去除率提高了１０．４％。     

浸入式水口结构对连铸大圆坯质量的影响

为研究不同结构的浸入式水口对大规格连铸圆坯质量的影响,以某钢厂生产断面直径为500 mm的 42CrMo连铸圆坯为背景,对使用侧孔浸入式水口和传统直通浸入式水口的使用效果开展研究。结果表明,采用侧孔浸入式水口浇铸时,结晶器进出水温差由传统直通水口的3.30 ℃提高至3.54 ℃;连铸圆坯中心疏松由1.5级改善至1.0级,中心偏析指数由0.93~1.21降低到0.98~1.02,近表层至近中心碳极差由0.050%~0.075%降至0.035%~0.053%,使用侧孔浸入式水口的连铸圆坯碳偏析得到改善;铸坯内弧侧表层至3/4R处氧化物夹杂物总量减少0.5个/mm2;铸坯从1/4R处向内长度不小于13 μm的硫化物数量减少0.35个/mm2;轧材全氧质量分数平均降低0.000 12%,夹杂物中B类氧化物夹杂均在1.5级以内,钢中大尺寸夹杂物明显减少,钢的洁净度得到改善。