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連鑄過程鋼的潔凈度的控制(二)
  發(fā)布時間:2014年05月26日 點擊數(shù):

4、中間包夾雜物的去除
  中間包主要采用以下方法促進夾雜物的去除:
  (1)通過合理地設置流動控制元件(如擋墻、壩、阻流器等),為夾雜物上浮提供合適的流動形態(tài)和盡可能長的上浮時間。這已是廣泛采用的常規(guī)技術,國內(nèi)不少鋼廠中間包容量偏小,因條件所限難于擴大,但通過合理地設置擋墻和壩,也能取得較明顯的大型夾雜物去除效果。
  (2)增大中間包容量和熔池深度,以延長鋼水平均停留時間,同時可減輕鋼包長水口區(qū)域鋼流沖擊造成的液面波動和暴露,如日本鋼廠中間包多為60~85t。在中間包容量足夠大和進入中間包鋼水潔凈度較高時,可簡化中間包設置。
  (3)使用過濾器強制吸附夾雜物,對去除鋼中細?。?lt;5μm)夾雜頗為有效。實踐證明,采用過濾器技術,中間包水口結瘤明顯減少,鑄坯中夾雜物總量可減少40~80%,Al2O3夾雜減少50%左右,但由于過濾器對鋼水流動影響較大,容易失效,加之成本較高,目前生產(chǎn)中尚不可能廣泛采用。
  (4)中間包吹氣或電磁旋轉攪拌:吹氣一方面可吸附夾雜上浮,另一方面對減少中間包的死區(qū)也有效果。但應嚴格控制吹氣流量以避免造成中間包液面的劇烈波動,尤其在中間包容量較小時。在鋼包長水口注流沖擊區(qū)采用電磁旋轉攪拌可促進細小夾雜物的聚集和上浮。
  (5)中間包加熱:中間包感應或等離子加熱可恒定中間包溫度(±5°C),實現(xiàn)恒速、低過熱度澆注。加熱所產(chǎn)生的鋼水向上流動有利于夾雜物的去除,此外中間包加熱對防止連澆時鋼水溫度差異造成的短路也有效果。
5、結晶器冶金
  結晶器冶金主要是通過控制鋼水流動為夾雜物的上浮去除創(chuàng)造最后的條件,同時減少保護渣的卷入,提高保護渣吸收夾雜物的能力也越來越引起人們重視。所采用的相關技術有:
  (1)鋼水流動行為控制:主要有浸入式水口內(nèi)型結構優(yōu)化、采用FC結晶器或電磁制動(EMBr)技術等。如將水口底部結構由Y型改為凹型。
  采用FC結晶器其上磁場減少了彎月面的紊流,可防止保護渣卷入凝固殼;其下磁場可減少鑄流沖擊深度,有利于夾雜物和氣泡的上浮。
  采用電磁制動技術是通過電磁力對浸入式水口流出的鋼流進行抑制,使鋼流沖擊深度變淺,促進夾雜物的上浮。采用真空中間包也有利于降低結晶器中鑄流的沖擊深度。
  (2)結晶器液面控制:結晶器液面波動是進入結晶器鋼水流速過大或鋼水流量變化過大造成的,中間包液面高度的波動、塞棒吹氬流量過大或變化過大、浸入式水口插入深度過淺,均可造成結晶器液面波動。
  (3)保護渣性能的改善:結晶器保護渣具有保溫、隔絕空氣、潤滑等作用,近年來,保護渣吸附夾雜物的作用越來越為人們所重視。與中間包覆蓋劑相比,結晶器保護渣是消耗性的,若具有一定的吸附夾雜能力,其改善鋼水潔凈度的作用是十分巨大的。
6、夾雜物變性處理
  鋼中的脆性夾雜物是造成許多鋼種出現(xiàn)缺陷的主要原因,同時脆性Al2O3夾雜也是引起澆注過程水口堵塞的主要原因,進入鋼中的水口堵塞物還可能成為鑄坯中大型夾雜。
  鋼中脆性Al2O3等夾雜物的控制集中在兩個方面:一是采用一些特殊的措施減少其生成,二是對其進行改性,使其生成低熔點的液相夾雜物。
  (1)先用Si脫氧降低鋼中溶解氧含量,然后再用Al終脫氧。所生成的SiO2起到了二次氧化源的作用必須降低SiO2活度,以防止其與鋼水中Al發(fā)生反應[32]。
  (2)用碳代替部分Al進行鋼水粗脫氧。采用該法可降低鋼水脫氧成本8%,減少鋼中Al2O3,使出鋼時鋼水吸氮量減少50%。
  (3)對爐渣改性,提高其溶解吸收Al2O3夾雜的能力;或在脫氧和精煉中控制 [Al]和渣中Al2O3含量,從而有效地控制鋼中夾雜物的成分,得到理想的夾雜物成分,使脆性夾雜轉變?yōu)樗苄詩A雜。
  (4)在精煉過程中鋼水進行鈣處理變固態(tài)脆性Al2O3為液態(tài)鈣鋁酸鹽。對鋼液進行鈣處理還可以控制爐渣成分、改變脫氧過程的熱力學條件,從而生產(chǎn)氧含量很低的鋼種。以鋁脫氧鋼為例,1600°C與鋼中[Al]s=0.02%~0.05%處于熱力學平衡的[O]s=(4~8)×10-6;以CaO-Al2O3為基熔渣中Al2O3活度可達0.001%,與液態(tài)鋼中[Al]s=0.01%相平衡的[O]s<1×10-6。其前是改變脫氧產(chǎn)物的形態(tài),同時形成的脫氧產(chǎn)物能很快進入爐渣。
  (5)對鋼水進行噴粉處理,如浦項將CaO-15%CaF2粉劑噴入250t鋁脫氧后的鋼液(1kg/t),發(fā)現(xiàn)所形成氧化物夾雜為球形鋁酸鹽(CaO. Al2O3和CaO. 2 Al2O3),極易聚集和從鋼液中分離出去。與傳統(tǒng)的吹氬+RH處理工藝相比,鑄坯中平均總氧含量從27×10-6降低到15×10-6,氧化物夾雜平均面積比從0.035%降低到0.015%,同時這些球形低熔點鋁酸鹽夾雜物對產(chǎn)品的表面質(zhì)量和機械性能沒有影響。
 

                           ——本文摘自文獻綜述
 

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