连铸板坯中夹杂物的行为研究_张爱民
连铸板坯表面夹杂
表3 Mn／S与裂纹废品率的关系
Mn/s ≥24 15～24 ≤15
裂纹废品率 /%
0
0.16
8.14
结晶器内钢液的不均匀凝固对板坯纵裂的产生有很大 影响。要改善结晶器的不均匀凝固状态，抑制凝固初期 弯月面附近的不均匀凝固尤为必要。由于不均匀凝固受 保护渣的影响最大，而液态保护渣的凝固温度又有随其 碱度(CaO／SiO2)增加而升高的特性。因此，在使用高 碱度保护渣时，可通过提高保护渣的凝固温度使结晶器 与铸坯之间的保护渣具有较高比率的固相，从而达到均 匀缓冷的目的。 结晶器与铸坯间的摩擦力受结晶器窄面锥度的影响很 大，窄面锥度小时，窄边的凝固壳与结晶器不接触，使 凝固壳的生长速度放慢，容易发生拉漏；窄面锥度大时， 坯壳表面温度高，即在强度较小的结晶器上部产生接触 压力，故易发生铸坯纵裂。为此，应保持结晶器合理的 倒锥度(一般设定为0.8％左右)，并要经常维修，及时更 换。
6 结束语
分析了板坯连铸表面夹杂和纵裂的分类、产生 及影响因素，并提出相应的解决措施。在生产 中应充分认识到夹杂和裂纹对产品的危害性， 提高质量意识，采取合理的控制措施，生产出 夹杂含量低、颗粒细小、分布均匀且裂纹少的 连铸坯，提高产品质量，在市场竞争的环境中， 创造更多的经济效益。
2 夹杂来源和形成机理
马钢一钢板坯的夹杂主要有两种类型，I类为块状分布 呈黄或白色，Ⅱ类为连续分布呈青色。通过电镜扫描分 析发现，I类夹杂是因耐火材料成块脱落造成，其结构 与上水口砖及某种耐火泥的成分、颜色和岩相结构基本 相同。由此推断I类夹杂的来源主要是结晶器上口与其 护板之间抹的耐火泥和石英上水口成块脱落。Ⅱ类夹杂 的基体中有大小不等的结晶相α—A12O3颗粒，具有来源 于脱氧产物的特征；另外还有SiO2，为石英下水口的熔 融状态。可以推断Ⅱ类夹杂的来源是石英下水口吸附 A12O3后的产物。形成的机理是A12O3，易在石英质水口 壁上附集，形成凸起状颗粒，随着颗粒的增大及受钢流 冲刷，最后脱离石英水口进入结晶器内。以A12O3 和 Si02为主要组成的夹杂物的熔点高，不易被保护渣熔融 吸附，当它存在于结晶器的弯月面处时，若操作不慎， 就很容易被卷入铸坯表面形成表面夹杂。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸是指通过连续铸造设备将熔液连续浇铸成坯料的一种方法。
在连铸过程中，夹杂物是最常见的缺陷之一，它们对铸坯的质量和性能有着重要的影响。
分析连铸坯夹杂物产生原因，并采取相应的改进措施，可以有效地提高铸坯质量和生产效率。
连铸坯夹杂物产生的主要原因有以下几个方面：1.原料质量：连铸坯的夹杂物往往与原料的质量有关。
原料中存在的金属夹杂物、非金属夹杂物和气泡等会成为连铸夹杂物的来源。
提高原料的质量和纯净度，减少夹杂物的含量是解决连铸坯夹杂物问题的一项重要措施。
2.炉次操作：炉次操作对连铸坯夹杂物的产生也有较大的影响。
炉渣的不合理处理、熔炼温度和时间的控制不当等都可能导致夹杂物产生。
合理的炉次操作和炉渣处理是减少夹杂物产生的关键。
3.结晶器和冷却系统：结晶器和冷却系统的设计和使用状态对连铸坯夹杂物的产生起着重要的作用。
结晶器的凝固状态、结晶器涂层的质量和结晶器冷却水流量的控制都会影响到连铸坯的质量和夹杂物含量。
合理设计结晶器和冷却系统，并保持其良好的使用状态，对减少夹杂物具有重要意义。
4.连铸工艺参数：连铸工艺参数的选择和控制也是减少夹杂物产生的关键。
保证浇注速度、拉伸速度、结晶器超熔度、超温和过度冷却等参数的合理选择和控制，对提高铸坯质量和减少夹杂物具有重要的影响。
改进方法：1.加强原料质量控制：加强对原料的质量控制，选择优质的原料供应商，进行严格的质检，确保原料的纯净度和无夹杂物。
2.优化炉次操作：加强炉次操作的管理和控制，合理控制熔炼温度和时间，严格进行炉渣处理，确保炉渣中夹杂物的除去。
3.改善结晶器和冷却系统：优化结晶器和冷却系统的设计，确保结晶器的良好工作状态，减少结晶器涂层的破损和脱落，调整冷却水流量，避免过度冷却和不足冷却的情况。
连铸坯夹杂物的产生是多方面因素共同作用的结果。
通过加强原料质量控制、优化炉次操作、改善结晶器和冷却系统以及优化连铸工艺参数等措施，可以有效地减少夹杂物产生，提高铸坯质量和生产效率。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进一、引言连铸是现代钢铁生产中常用的一种工艺。
它可以提高生产效率、降低能耗、改善工作环境、减少劳动强度，因此被广泛应用。
在连铸过程中，一些夹杂物的产生会导致产品质量下降、生产效率降低，并严重影响设备寿命。
如何减少夹杂物的产生，提高产品质量，成为生产中亟需解决的问题。
二、夹杂物产生原因分析1.原料质量不稳定连铸坯的原料主要是钢水，而钢水的质量直接影响夹杂物的产生。
如果原料中含有较多的杂质、氧化物等，就会增加夹杂物的产生几率。
而且，原料的成分不稳定也是引起夹杂物产生的一个因素，一旦成分变化，就容易导致夹杂物出现。
2.连铸设备使用不当连铸设备的使用不当也是夹杂物产生的重要原因。
操作不规范、设备维护不到位、温度控制不稳定等都会导致夹杂物的产生。
当温度过高或过低时，容易使得钢水和坯料中的气体凝固，形成夹杂物。
3.连铸工艺参数不合理连铸过程中，工艺参数的设置直接影响了夹杂物的产生。
如果连铸速度过快或者过慢，结晶器冷却不均匀等，都会导致夹杂物产生。
结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数的选择也会影响夹杂物的产生。
4.人为因素在连铸过程中，人为操作失误也是夹杂物产生的一个主要原因。
操作工不熟练、设备检查不到位等都可能导致夹杂物的产生。
而且，人为因素不可控因素多，所以造成夹杂物的产生很容易。
三、改进措施1.原料质量监控首先要保证原料的质量稳定，及时清洁处理原料，确保原料的成分合理、纯净。
加强对原料的把控，对于原料中可能含有的杂质要及时剔除，确保连铸坯的质量。
2.加强设备维护连铸设备是关键的生产装备，要加强对设备的维护。
定期检查、保养设备，确保设备各项功能正常，减少因为设备问题导致的夹杂物的产生。
3.优化连铸工艺对于工艺参数的设置要进行优化，选择合适的连铸速度、结晶器振动频率、结晶器倾斜角度、结晶器冷却水温度等参数，保证连铸坯的质量。
要对工艺参数进行严格的控制，确保温度、速度等参数的稳定。
浅谈连铸板坯表面夹杂与裂纹的分析及预防措施
板坯连铸表面夹杂与表面裂纹的分析及预防措施摘 要:针对马钢板坯连铸生产过程中出现的表面夹杂与裂纹进行分析研究,提出了改进措施.关键词:连铸坯;表面夹杂;表面裂纹前 言连铸板坯表面出现夹杂与裂纹是影响铸坯质量的重要缺陷.夹杂与裂纹的出现,轻者要进行表面精整,重者会导致大宗废品的出现,既影响了铸机的生产,又影响了铸坯的质量,增加了企业的成本.本文就马钢第一炼钢厂板坯(220mmx1 300mm)生产中出现的表面夹杂和表面裂纹问题,从多角度分析研究其产生的原因,并提出减少夹杂与裂纹的措施,为板坯连铸生产提高参考.㈠ 表面夹杂缺陷1.1 夹杂来源和形成机理分析马钢第一炼钢厂板坯夹杂主要有两种类型:Ⅰ类为块状分布呈黄或白色;Ⅱ类为连续分布呈青色.通过电镜扫描分析发现:Ⅰ类夹杂是因耐火材料成块脱落而造成的,这种夹杂的结晶与上水口砖及某种耐火泥的结晶基本相同.因此,可以推断Ⅰ类夹杂的来源主要是结晶器上口与其护板之间抹的耐火泥和石英下水口成块脱落.这是因为在成分,颜色,岩相结构3方面与夹杂基本相同.在Ⅱ类夹杂的基体中有大小不等的结晶相α—A120,颗粒.而α—A12O 3有来源于脱氧产物的特征.夹杂中还有SiO 2,SiO 2为石英下水口的熔融状态.因此,可以推断Ⅱ类型夹杂的来源是石英下水口吸附A12O 3后的产物.形成机理是,A12O 3容易在石英质水口壁上附集.由于水口砖质的不均匀性及钢流冲刷的作用,A12O 3被吸附的结果会演变成凸起状颗粒.随其与基体结合面的减小,钢流冲刷及颗粒的增大,最后脱离石英水口而进入结晶器内.以A12O 3,和SiQ 2为主要组成的夹杂物因其熔点高,在保护渣中不易被熔融吸附.当它存在于结晶器四壁的钢液弯月面处时,若操作稍有不慎,这种颗粒状夹杂物就很容易被卷入铸坯表面形成表面夹杂.1.2 减少夹杂的解决办法连铸提高钢的质量控制夹杂物的办法有两类：第一类是防止夹杂物的生成和带入，第二类是去除钢液中已存在的夹杂物。
临钢连铸板坯非金属夹杂物去除的研究
国标 ≤０ ． ２ ０
４ ． １ 总氧含 量的变化
在 钢液 中 ，一 般可 以用 钢 中全 氧Ｔ 【 Ｏ】 的含 量评价 钢 中 夹 杂物 的含 量 。Ｔ［ ０】 ＝ 【 ｏ】 ＊ ＿ ＋ 【 Ｏ】 黼 ，因此 可 以用Ｔ［ Ｏ Ｉ 代表 钢 中夹 杂物 的水 平 。对 吹氩 前 后 、中间包 、结 晶器 、铸 坯
图１吹 氩前后 、 中间 包、 结晶 器、铸坯 阶段 钢 中
Ｔ［ Ｏ１ 的含 量 变 化
点碳质量分数小于０ ． ０ ６ ％时’用炭粉增碳 ，以达到预期 的
碳含 量 。
由实验结果可知 ，从炼钢工序到连铸工序 ，钢中的
Ｔ ［ ｏ 】 含量 是逐步 减少 的 。尤其 是从 吹氩前 、吹 氩后 到 中间 包 ，钢 中的ｗ （ Ｔ ［ Ｏ ］ ） ｌ ￣ ｔ ３ ９ １ Ｘ １ ０ “ 降低到２ ０ ２ Ｘ １ ０ ～，去除 率 为４ ８ ． ３ ４ ％。该 结 果也 表 明 ，该 钢 种 在 整个 冶炼 过 程 中 ，
【 收稿 日期】２ ０ １ ３ — ０ ７ － ０ ６
链式 引锭 杆直弧 型板坯 连铸机 ：基本 半径 为６ ． ５ ｍ， 矫
直 半径 为８ ，ｌ ２ ，２ ２ｍ，结晶器 长度 为９ ０ ０ ｍｍ。 其他 设 备有二 冷段 、扇 形段 、９ － ． ｑ ｔ 拉 矫机 。 ２ ． ２ 冶炼参 数
４ 实 验 内容
渣 料 控 制 ：Ｒ ＞２ ． ０ ，Ｒ＃ ＝ ３ ． ０ ～３ ． ５ 。出钢 温度 ： ｌ ６ ６ ０ — １ ６ ８ ０ ｏ Ｃ 。Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｃ 钢种化 学成分 控制 要求 见表 ｌ 。 表１ Ｑ３ ４ ５ ｑ ｃ 化 学成分控 制要 求
【 关键词】非金属 夹杂物 脱氧 连铸板坯
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进【摘要】连铸坯夹杂物是指在连铸生产过程中出现的一种缺陷，严重影响铸坯的质量和性能。
本文通过对连铸坯夹杂物的定义和影响进行分析，探讨了产生原因和改进方法。
夹杂物产生的主要原因包括连铸过程中的气体和杂质混入、结晶器和水口设计不合理等。
针对这些原因，可以通过改进连铸设备、优化操作流程和提高工人技术水平来减少夹杂物产生。
本文强调了连铸坯夹杂物产生原因分析及改进的重要性，并展望了未来研究方向。
通过技术改进的实施，可以有效提高铸坯质量，提升生产效率。
深入研究连铸坯夹杂物的产生原因和改进方法对于提高连铸生产质量具有重要意义。
【关键词】连铸坯夹杂物、产生原因、改进方法、技术改进、研究背景、目的、影响、意义、展望、未来研究方向、总结1. 引言1.1 研究背景连铸坯夹杂物产生是影响连铸坯质量的重要因素之一，夹杂物的存在直接影响着钢材的力学性能和表面质量，甚至可能导致产品质量不合格。
对连铸坯夹杂物产生原因进行深入分析，并寻找相应的改进方法是当前研究的热点与难点之一。
近年来，随着我国钢铁产业的快速发展，对连铸坯质量要求也越来越高。
夹杂物的产生会影响到产品的品质和市场竞争力，因此解决夹杂物产生问题对于提高产品质量，增强企业竞争力具有重要意义。
当前，国内外学者对连铸坯夹杂物的产生原因进行了一定的研究，但仍存在一些问题有待解决。
针对这些问题，本文将对连铸坯夹杂物的产生原因进行全面的分析，探讨改进方法，并提出技术改进的实施方案，以期为相关领域的研究提供新的思路和方法。
1.2 目的研究连铸坯夹杂物产生原因及改进方法的目的在于提高连铸坯质量，降低成本，改善生产环境，保障生产安全，提高企业竞争力。
通过深入分析连铸坯夹杂物的形成机理，找出产生夹杂物的根本原因，并提出有效的改进措施，从根本上解决夹杂物问题。
通过技术改进的实施，推动企业技术创新，提高生产效率，降低能耗，使企业更加环保和可持续发展。
这项研究旨在深化对连铸坯夹杂物问题的理解，为相关领域的研究提供新思路和方法，并对工业生产具有一定的推动作用。
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进
连铸坯夹杂物产生原因分析及改进连铸坯夹杂物是指在连铸过程中，坯料表面或内部存在的一些异物或杂质。
夹杂物的产生原因可以从原料、工艺和设备等方面来分析。
下面将就连铸坯夹杂物的产生原因进行分析，并提出改进措施。
一、原料方面的原因：1.1 原料中的杂质：连铸坯夹杂物可能是由于原料中掺杂了一些杂质。
这些杂质可能来自原料的边角料、废料或回收材料等。
这些杂质在冶炼过程中不容易完全溶解，从而在连铸过程中形成夹杂物。
改进措施：对原料进行严格的筛分、清洗和破碎处理，以减少原料中的杂质含量。
1.2 未完全熔化的原料：原料在冶炼过程中未能完全熔化，残余的固体颗粒在连铸过程中会形成夹杂物。
改进措施：加强炉内熔化过程的控制，提高熔化温度和熔化时间，保证原料能够完全熔化。
二、工艺方面的原因：2.1 不合理的浇注工艺：浇注工艺参数的不合理会影响连铸坯的质量。
浇注速度过快、注入速度不均匀、浇注过程中的气体无法及时排出等都会造成夹杂物的产生。
改进措施：合理调整浇注工艺参数，控制好浇注速度和注入速度，确保浇注过程中的气体能够顺利排出。
2.2 结晶过程中的扩散现象：连铸过程中，坯料在结晶过程中会产生一定的扩散现象，由于扩散速度不同，会导致夹杂物在坯料内部的分布不均匀。
改进措施：优化连铸过程中的结晶条件，控制好结晶速度和结晶温度，减小夹杂物的分布不均匀性。
三、设备方面的原因：3.1 保护气体的不足：连铸过程中使用的保护气体对坯料表面的氧化物有较好的隔离作用。
如果保护气体流量不足，氧化物无法及时有效地被逼出，就会形成夹杂物。
改进措施：增加保护气体的流量，确保保护气体能够充分覆盖整个铸造过程。
3.2 坯料包浇注系统的设计不合理：连铸坯夹杂物的产生还与坯料包浇注系统的设计有关。
如果坯料包浇注系统的设计不合理，容易导致夹杂物的形成。
改进措施：优化坯料包浇注系统的结构，确保坯料包内的流动状态稳定，防止夹杂物的产生。
连铸坯夹杂物的产生原因与原料、工艺和设备等方面都有关。
连铸板坯非金属夹杂物成因及行为研究
长 ６ ０ｍｍ 的 一 块 整 个 断 面 坯 料 ， 做 硫 印 、 先 低 倍 分 析 ， 取 化 学 分 析 样 ， 样 电 解 样 和 金 再 大 相 样 。 对 各 取 样 点 的钢 样 含 氮 量 进 行 分 析 。
炉 号
１ ３ ７ Ｏ１ ４５ １ ３ ８ Ｏ１ ４５
２ ２ ４６ ０１ ４ ２ １ ４４ Ｏ ２ ７
钢包 中 间包 铸 坯
２ ０ ２ ０
２ ４ ２ ０
ＡＥ ｌ ａＥ ２ ｘＮ］ Ｎ］
４ １
２ ４
２ ４ ２ １
２ ６ ２ ４
３ ２ ２ ６
量 为 ２ ４ １ 一 ， 氧 量 为 ７ ２ × １ －左 右 。 ．× Ｏ 吸 ．７ ０ ６
粒 状 黑 点 ， 铸 坯 中 心 线 部 位 有 不 连 续 点 状 在 黑 点 ， 明 硫 偏 析 明显 ， 有 裂 纹 缺 陷 处 的 硫 说 在 印 则 更 明显 。 部 检 测 显 示 ， 部 有 裂 纹 缺 陷 低 内 存 在 。 低 倍 检 测 的 结 果 可 推 知 ， 坯 柱 状 组 从 铸
２ 试验结果
２ １ ［ 含 量变化 分析 ． Ｎ］ 表 １ ［ 含量 分析 结果 ×１ Ｎ］ Ｏ
１ 工艺条件和研究方法
１ １ 工 艺 条 件 ．
炼 钢 厂 现 有 １ ０ ｔ转 炉 两 座 ； 水 经 吹 ５ 钢 氩 或 ＬＦ 炉 处 理 后 ， １台 全 弧 型 两 机 两 流 由
吸氧量 公式 ｌ： － １ Ｊ
△］鲁 ［＝ ｏ
×１ 。 ｌ ０Ｘ 二 … ・（ ） ・１
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张爱民 李建民 杨宪礼 关凤纯 蔡开科 (济南钢铁集团总公司) (北京科技大学)摘 要 结合济钢实际生产,通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪剂及其成分含量变化情况,系统分析与深入研究了连铸坯中夹杂物的来源、大小和分布规律。
关键词 示踪剂 夹杂物 连铸坯STUDY ON BEHAVIORS OF INCLUSION DURING SLAB C ASTINGZHANG Aimin LI Jianmin YANG Xianli(Jinan Iron and Steel Gro up Co.)GUAN Feng chun CAI Kaike(U niversity of Science and Technolog y Beijing)ABSTRACT In this paper,by adding different tr acer elements into slag and ladle and tundish lining,the inclusions so urce,size and distribution w ere studied.KEY WORDS tracer element,inclusion,CC slab1 前言夹杂物的来源是一个十分复杂的过程,在炼钢生产过程中,如何防止钢水污染,消除铸坯缺陷,减少连铸坯中的夹杂物含量,提高铸坯质量一直是冶金工作者研究的课题。
本研究摸清了济钢现行板坯生产工艺条件下,从转炉→吹氩站→中间包→结晶器→铸坯全过程中夹杂物的水平及其演变规律,以确定钢中夹杂物水平在国内所处的档次。
同时,采取了有针对性的改进措施和对策,以达到提高连铸坯清洁度水平的目的。
2 试验方法采用示踪剂跟踪夹杂物的具体来源,在转炉出钢过程中,在钢包中配入渣量10%的CeO2,在中间包覆盖剂中配入渣量8%的Pr6O11,在钢包耐火材料中配入6%的La2O3,在中间包涂料中配入8%的ZrO2。
通过以上4种示踪剂,跟踪钢包渣、钢包耐火材料、中间包覆盖剂和中间包涂料对铸坯中夹杂物的贡献。
根据夹杂物中的Na和K的含量来判定结晶器保护渣对夹杂物的影响。
对进行示踪试验的钢种Q235B分别在转炉、吹氩站、中间包、结晶器、铸坯等部位进行取样,使用低倍、化学、金相和电子探针等多种分析手段来进行检测分析。
试验过程中的具体工艺参数为,在25t氧气顶吹转炉冶炼,试验钢种为Q235B,采用双挡渣出钢。
出钢时采用向钢包中加入高碳Mn-Fe240kg/炉, Si-Fe100kg/炉和Si-Al-Ba30kg/炉的脱氧合金化工艺。
钢包容量为40t,钢包渣层厚度平均为55 m m,水口为高铝质。
中间包为矩形结构,容量12t,表观停留时钢水液面不能低于700m m,包内无挡墙。
连铸机结晶器为弧型结构,长度784mm,平均浇注速度为0.95m/min,板坯截面尺寸为200mm×1250mm。
整个示踪试验共连续取样20炉,所有数据均为检测结果的算术平均值。
3 检测结果与讨论3.1 吹氩对钢水清洁度的影响经过钢包吹氩,钢水中的T[O]、显微夹杂和大颗粒夹杂物变化情况如表1所示。
由表1可见,吹氩使得T[O]、显微夹杂和大颗粒夹杂物都有不同程度的降低。
由此可见,保持良好的吹氩操作工艺,对去除钢中夹杂物尤其是大颗粒夹杂物非常显著。
y 联系人:张爱民,工程师,济南(250101)济南钢铁集团总公司技术中心表1 钢包吹氩对钢中夹杂物的影响T able1 Effect of inclusion on L D-ladle A r injection 项目 吹氩前吹氩后去除率/%T[O]/10-6322.00284.0011.80显微夹杂物/个・mm-231.8321.9131.17大颗粒夹杂物/mg・(10kg)-1995.33307.7269.083.2 浇注过程中的下渣和卷渣在浇注过程中,钢包渣、中间包覆盖剂和结晶器保护渣中示踪剂成分的平均含量变化如表2所示。
由表2可见,中间包覆盖剂和结晶器保护渣中均发现有CeO2和Pr6O11,这说明钢包渣下到中间包覆盖剂,中间包覆盖剂下到结晶器保护渣,从而引起中间包和连铸坯中夹杂物的增加。
表2 浇注过程中各阶段示踪剂的化学成分变化T able2 Change o f chemical com po sitio nin casting%项目CeO2La2O3Pr6O11ZrO2吹氩前10.00———吹氩后9.930.0261——中间包渣 6.920.0312 1.49000.1403结晶器渣0.200.00210.01760.02363.3 中间包钢水的纯净度变化中间包冶金的一个重要作用就是去除钢中的夹杂物,这是一个十分复杂的过程。
浇注过程中的中间包钢水纯净度如表3所示。
由表3可知,中间包钢水与T[O]、显微夹杂物和大颗粒夹杂物都有较大程度的降低。
其中,直径大于50L m的大颗粒夹杂物去除率高达58.13%。
表3 中间包钢水纯净度的变化T able3 Chang e of mo lten steel pur ity in tundish项目吹氩后中间包去除率/%T[O]/10-6284.00171.6239.57显微夹杂/个・mm-221.9115.0931.13大颗粒夹杂/mg・(10kg)-1307.72128.8558.13利用电子探针对中间包大颗粒夹杂物进行分析,发现夹杂物中不同程度地含有CeO2、Pr6O11、La2O3和Zr O2,说明有钢包、中间包渣和包衬侵蚀物卷入钢水。
3.4 浇注过程中夹杂物的形态与含量变化通过大样电解、定量金相和扫描电镜测试手段,对浇注过程中夹杂物的形态与含量变化进行分析。
浇注各阶段钢中电解夹杂的含量变化如图1所示。
由图1可见对于大于50L m的夹杂,在钢包吹氩前→吹氩后→中间包→铸坯的全过程是依次减少的。
对大样电解后的大颗粒夹杂物进行电子探针分析发现,在钢包的球形和块状的硅酸盐夹杂中,含有CeO2和La2O3;在中间包的球形和块状的硅酸盐夹杂中,含有CeO2、La2O3、Pr6O11和ZrO2;在连铸坯中硅酸盐及少量的铝酸盐和硫化物夹杂物中,含有CeO2、La2O3、Pr6O11、ZrO2、Na2O和K2O。
图1 浇注过程中钢中电解夹杂含量的变化F ig.1 V ar iation of electr olytic inclusions in casting利用金相分析方法,对夹杂物在吹氩前后、中间包和连铸坯的形貌变化观测结果表明,夹杂物的外形主要为球形和块状的硅酸盐、锰硅酸盐及铝酸盐。
按照由内弧位置1至外弧位置10的顺序,对连铸坯中不同位置的夹杂物总量进行统计,结果如图2所示。
由图2发现夹杂物总量的峰值出现在铸坯厚度内弧1/4区域,这说明有夹杂物的富集区域。
硫印图片的检测结果也说明了这一点,中心偏析和针孔状气泡也是夹杂物的富集区。
图2 连铸坯夹杂物含量由内弧至外弧的分布F ig.2 D istr ibut ion o f inclusions in sla b3.5 夹杂物的来源分析3.5.1 中间包中夹杂物的来源如何进一步降低各个生产环节中的吸氧与二次氧化,乃至进一步降低铸坯中[O],是保证铸坯清洁度的关键。
中间包中显微夹杂主要是SiO2系和SiO2-M nO系夹杂,电子探针分析表明CeO2含量占第11期 张爱民等:连铸板坯中夹杂物的行为研究0.99%,说明显微夹杂中有钢包渣卷入。
同时,在夹杂物中发现有La2O3、Pr6O11和ZrO2。
从发现示踪剂的情况来看,中间包中的SiO2-M nO-FeO系夹杂物、SiO2-MnO-Al2O3系夹杂物、SiO2-CaO-FeO系夹杂物来源于转炉渣、中间包保护渣、钢包到中间包的空气二次氧化、包衬侵蚀物以及脱氧产物。
由此可见,中间包钢水夹杂物是外来夹杂物与脱氧产物的复杂氧化物系。
中间包夹杂物中示踪元素的平均成分为(%): CeO20.29,La2O30.116,Pr6O110.33,ZrO20.80。
根据钢包渣、钢包衬、中间包渣和中间包衬中示踪元素含量,计算出中间包夹杂物中该示踪剂元素所带入比例(%):CeO22.9,La2O31.3,Pr6O1122.2,ZrO2 8.1,合计为34.5%,也就是说,中间包外来夹杂物占夹杂物总量的34.5%。
3.5.2 连铸坯中夹杂物的来源连铸坯中显微夹杂主要是SiO2系、SiO2-M nO 系和SiO2-M nO-Al2O3系夹杂,电子探针分析表明CeO2含量为0.008%～0.330%,说明显微夹杂中有钢包渣卷入。
同时,在夹杂物中发现有La2O3、Pr6O11、K2O、Na2O和ZrO2。
从发现示踪剂的情况来看,连铸坯中这类夹杂物来源于转炉渣、钢包渣、中间包保护渣、结晶器保护渣、钢包到中间包的空气二次氧化、包衬侵蚀物以及脱氧产物。
根据钢包渣、钢包衬、中间包渣和中间包衬中示踪元素含量,可以估算出铸坯中外来夹杂物中该示踪剂元素所带入比例(%):CeO21.4,La2O31.8,Pr6O1116.8,ZrO24.1, (K2O+Na2O)17.5,合计为41.6%,也就是说,连铸坯中外来夹杂物占夹杂物总量的41.6%。
示踪剂的研究结果表明钢包渣、中间包渣和结晶器渣卷入并凝固在铸坯中,中间包渣出现的几率为钢包渣出现的几率的10～12倍;并且结晶器渣出现的几率为钢包渣出现的几率的10～14倍。
示踪剂研究结果还表明,钢包衬和中间包衬的侵蚀物卷入,也是铸坯中夹杂物的来源之一,所占份额约5%。
4 结语(1)本研究通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪剂及其成分含量变化情况,摸清了连铸坯中夹杂物的来源、大小和分布规律。
(2)良好的吹氩操作工艺,对去除钢中夹杂物尤其是大颗粒夹杂物是非常显著的。
在浇注过程中,钢包和中间包衬受到熔损的侵蚀物不同程度地进入渣相。
(3)示踪剂研究结果表明,中间包外来夹杂物占夹杂物总量的34.5%,连铸坯中外来夹杂物占夹杂物总量的41.6%。
同时,钢包衬和中间包衬的侵蚀物卷入,也是铸坯中夹杂物的来源之一,所占份额约5%。
(上接第15页)20%,氧射流对熔池的搅拌能量增加20%～30%,熔池混匀时间缩短10s,射流对熔池的穿透深度增加6%～8%。
(3)在提高供氧强度时,对输氧管道压力损失要进行实测,合理设计氧枪、喷头。
氧枪冷却水系统、氧枪提升机构、烟气净化系统的能力都应与高效吹炼相适应。
(4)提高供氧强度可以加快炼钢过程的氧化速度,熔池脱碳速度平均达到0.41%/min,熔池升温速度平均35℃/m in。
成渣速度加快,吹炼终点时脱磷、脱硫反应偏离平衡的程度分别降低25%和20%。
缩短吹炼时间减少热损失相当于钢水升温8℃,有利于提高炉龄。