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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(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)晶器冶金
          結(jié)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(jié)構(gòu)優(yōu)化、采用FC結(jié)晶器或電磁制動(EMBr)技術等。如將水口底部結(jié)構(gòu)由Y型改為凹型。
          采用FC結(jié)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(jié)晶器中鑄流的沖擊深度。
          (2)結(jié)晶器液面控制:結(jié)晶器液面波動是進入結(jié)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(jié)晶器液面波動。
          (3)保護渣性能的改善:結(jié)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(jié)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(zhuǎn)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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