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％。     

连铸浸入式水口的堵塞及防范

分析了浸入式水口堵塞的各种原因，结合梅山生产实际，提出了目前可行的防范措施。     

唐钢FTSC工艺薄板坯连铸浸入式水口堵塞的原因分析

主要对唐钢FTSC工艺薄板坯连铸过程中间包浸入式水口堵塞的原因进行了工艺分析，从冶金反应的角度分析了耐火材料对水口堵塞的影响机理，并提出了通过提高钢液纯净度、Ca处理等方法进行中间包浸入式水口堵塞的控制，提出了无碳耐火材料的开发设想。     

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。     

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。     

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。     

不锈钢连铸浸入式水口的堵塞类型及堵塞机理

据日刊《CAMP-ISIJ》报道：由于不锈钢合金含量高且合金元素种类多，钢液粘度较大且夹杂物不易排除，除了影响铸坯和钢材质量外，还会加重连铸结晶器浸入式水口内壁的夹杂物或金属附着而造成水口堵塞，影响多炉连浇生产的正常进行。为此，川崎公司通过对水口内壁上夹杂物的凝聚粘附研究，查明了水口堵塞类型及机理。     

连铸浸入式水口结瘤和堵塞的原因分析及控制措施

分析了浸入式水口结瘤物、堵塞物的结构和大致化学成分,介绍了水口内壁结瘤和堵塞的多种原因,并从改善水口材质及结构、减少夹杂物或改性夹杂物、优化局部钢水流动状态和施加外场4个方面总结了抑制水口结瘤和堵塞的措施。     

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。     

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。     

321不锈钢浸入式水口结瘤研究

通过对321不锈钢 (06Cr18Ni11Ti) 浸入式水口结瘤物的扫描电镜 (scanning electron microscopy, SEM) 观察和能谱 (energy disperse spectroscope, EDS) 分析, 并结合理论计算, 探讨了水口结瘤机理.根据成分变化, 将浸入式水口试样从外层到内层分别定义为:耐材层、反应层和钢基体层.结果显示, 水口结瘤首先是钢液侵蚀水口, 形成高熔点渣相, 然后钢中Ti N夹杂黏结水口内壁并通过与渣相连接形成链状或网状结构而导致的.对钢中Ti N形成的热力学计算表明温度越高其溶度积越大, 对黏结相Ca O-Al₂O₃-Ti O₂-5%MgO的相图分析显示其成分中钙铝比较高, 为防止结瘤, 要合理控制炉渣成分.     

连铸中间包水口堵塞问题的研究现状

分析了目前对连铸中间包水口堵塞机理和防止措施的研究现状,并对国内外改善水口堵塞的措施作了重点介绍,指出中间包水口堵塞仍是连铸生产铝镇静钢时需要解决的问题。     

铝镇静冷镦钢CaS结瘤机理及改进

 对铝镇静冷镦钢在浇铸过程中出现的浸入式水口结瘤问题进行了系统研究,结瘤物中主要为C12A7(12CaO·7Al₂O₃)、CaS以及少量的MgO、TFe等,CaS所占比例达到36.91%,CaS含量过高,是造成水口结瘤的主要原因。结合生产过程分析发现,当钙处理时钢水中硫含量偏高,或喂入钙含量过多时,则生成大量的CaS夹杂,促使水口结瘤。通过改进脱氧造渣工艺、优化钙处理工艺等一系列措施,将钙处理前钢水中硫质量分数控制在0.005 0%以下,钙处理后钢水中钙质量分数控制在0.001 4%～0.002 6%,使钢水中Al₂O₃夹杂改性充分,同时避免生成CaS夹杂造成水口结瘤,有效解决了CaS夹杂引起的水口结瘤问题,提高了铝镇静冷镦钢钢水浇注性能,使连浇炉数由最低的10炉/中间包提高至16炉/中间包以上。     

Effect of electromagnetic stirring on flow field in mold under submerged entry nozzle clogging

A physical model with mercury as analog was developed to investigate the influences of electromagnetic stirring( EMS) on flow field in slab continuous casting when the submerged entry nozzle( SEN) was clogged with different clogging rates( 0,10%,25%,and 50%). The flow field in mold under different EMS currents( 0,40 A,and 60 A) was measured by an ultrasonic Doppler velocimeter. The results proved that the flow field in the mold was a typical double roll structure under non-clogging SEN. As the SEN clogging rate increased,the flow field structure was transformed from a double roll to asymmetry flow. When the clogging rate reached 50%,the up circulation disappeared on the clogged side. The zone under the meniscus near the narrow face was a non-flowing area. EMS could correct bias flowcaused by SEN clogging and improve the symmetry of the flow field during SEN clogging.     

浸入式水口浇钢过程中热应力耦合场分析

运用有限元分析法模拟了浸人式水口实际预热后的温度场以及浇钢过程中的瞬态温度场和热应力场的分布.结果表明:浸人式水口在浇钢过程中突然受到高温钢水的冲击,在短时间内温度变化剧烈,水口颈部至上表面温度变化明显,且呈阶梯状分布;水口与钢水接触的内壁热应力值很小,外壁热应力大于内壁,随着浇钢时间的增加,热应力分布范围沿水口径向逐...     

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。     

49MnVS非调质钢水口堵塞原因分析

 非调质钢中含有较多的铝和硫,常在连铸过程中因水口蓄积钙铝酸盐或硫化钙而发生堵塞,影响生产的顺利进行。为了探究非调质钢的水口堵塞原因并提出预防措施,采用X射线荧光分析、X射线衍射分析和热力学计算,分析了非调质钢49MnVS的水口堵塞结瘤物。结果表明,水口堵塞物主要由CaO·6Al2O3、CaO·Al2O3、MgO·Al2O3和金属铁相组成,生产中钙的收得率仅为预期的53.33%;热力学计算表明,水口堵塞的原因是钢液中的钙铝质量比较低,生成了大量高熔点的CaO·6Al2O3和CaO·Al2O3夹杂物,夹杂物在水口处黏附聚集;同时,由于MgO-C质水口耐火材料被侵蚀,MgO在絮流区与Al2O3碰撞生成MgO·Al2O3,铁液滴在夹杂物孔隙中凝固黏结,使堵塞物进一步长大,将水口完全堵塞。因此,可以通过优化喂线操作、控制钢中的钙铝比位于0.127～0.225、改进水口材质等措施来预防水口堵塞。     

ML35钢浇铸过程水口结瘤原因分析及控制

采用X射线衍射分析并结合工艺调查,对昆钢ML35钢浇铸过程中间包水口结瘤原因进行了研究分析.结果表明:钙处理不充分是造成中包水口结瘤的主要原因.根据分析结果对生产工艺进行了优化,消除了中包水口结瘤现象,平均连浇炉数由8炉/组提高到23炉/组,稳定了连铸工艺.