321不锈钢小方坯浸入式水口堵塞研究

通过观测水口结瘤物的结构和成分的变化,对AISI 321不锈钢小方坯浸入式水口的堵塞机理进行了研究。水口的解剖结果表明水口结瘤物主要由TiN、金属相以及渣相组成。通过计算建立了钢液及凝固过程中TiN的热力学模型。研究发现,TiO2过渡层的存在、较高的钛氮浓度积、不佳的钢水洁净度是导致结瘤物形成的主要原因。因此堵塞机理可以表述为,首先浇注过程中钢液中的[ Ti]与耐火材料中的SiO2进行反应,TiO2过渡层会在浸入式水口内壁形成;钛氧化物的良好传热性能造成钢液温度下降进而导致TiN结瘤物的形成,且不佳的钢水洁净度则会进一步恶化钢水的可浇性;随着结瘤物的不断增长,最终导致水口堵塞。     

38CrMoAl高铝钢钢水可浇性控制

38CrMoAl高铝钢由于Al含量较高([Al]=0.7%～1.1%,质量分数),在连铸过程中容易导致水口的堵塞,因此需要对钢中Al2O3夹杂物进行形态控制,保证钢水的可浇性.热力学计算和实验研究结果显示:钢中高含量的Al对渣中即使少量的SiO2都具有较强的还原性;不采用传统的精炼喂钙线工艺,而进行转炉出钢过程渣洗操作,能将高熔点的Al2O3转变为低熔点的球状钙铝酸盐夹杂.同时,采用CaO--Al2O3基中间包覆盖剂,以避免钢渣反应导致钢中夹杂物含量增加.工业性试验结果表明,钢水洁净度较高,可浇性好,连续浇注5炉后,水口内壁基本无结瘤现象.     

锆英石复合铸口砖防止加稀土钢水结瘤

钢包水口结瘤是加稀土钢推广应用中的一项技术难关。试验从提高水口材质的耐蚀性出发,并考虑到锆英石导热率高的特点,成功地研制出以高铝质耐火材料为基、锆英石为内壁的复合水口,采用这种水口,在正常冶炼条件下,用钢包压入法加入稀土,经过     

ANS—OB法精炼钢水配小方坯连铸防止水口结瘤

ＡＮＳ－ＯＢ法精钢水进行小方坯连铸，对非正常浇注的中间包水口结瘤物和正常浇注过程中的钢水试样，用金相法及电子扫描电镜进行物相分析，确定了结瘤物的组成，并根据试验结果，找出了水口结瘤的主要原因，当ＡＮＳ－ＯＢ铝热法精馏钢水中「Ａｌ」ｓ〉０．００２％和「Ａｌ」Ｔ〉０．００６％时，就发生堵水口现象，采用最佳操作工艺参数和钙处理，是防止小方坯连铸中间包水口结瘤的有利措施。     

钙处理钢水浸入式水口堵塞成因分析

基于对钙处理钢浇铸过程水口堵塞实物显微组织结构的观察,对钙处理钢水浸入式水口堵塞成因进行了分析,提出防止水口堵塞的措施.结果发现,CaO·6 Al2O3和CaO·2Al2O3是水口主要堵塞物;水口内壁氧化铝层一方面来源于水口内表层的基质料,另一方面来源于水口耐火材料与钢中[Al]s的反应产物,所形成的氧化铝层和钢中钙反应生成难溶的铝酸钙,同时吸附钢中铝酸钙夹杂而造成水口堵塞.防止水口堵塞的有效措施是进行钙处理、提高钢水纯净度以及改善水口材质和形状.     

加稀土钢水口结瘤原因分析

我国稀土资源极为丰富。钢中加入稀土可以改善钢的多方面性能,这己为大家所公认,但是加入稀土之后往往产生稀土结瘤,从而造成短锭和钢水报废。因此加稀土钢的水口结瘸问题就成了推广稀土在钢中应用的一个严重障碍。本文在于通过耐火材料的模拟试验和分析一些稀土钢结瘤的样品,对结瘤的原因作一分析。 关于这方面的研究,国内外都有进行归纳起来主要有以下几点: 1.稀土钢结瘤中瘤粉的主要组成物为钢中的夹杂物,即RE_2O)2S或RE_2O_2S与     

板坯连铸结晶器内非对称流动现象的数值模拟

基于流体力学基本原理,采用Fluent软件建立板坯连铸结晶器及浸入式水口的三维有限元体积模型,模拟研究了水口不对中和水口单孔结瘤条件下结晶器内流体的流动特征和温度场分布状况.结果表明:水口对中不良时,结晶器两侧回流明显不对称,液面会产生旋涡,水口偏向侧温度高于水口偏离侧;水口出口单孔结瘤时,未结瘤侧流股增强,液面流速增大,并且液面有涡流产生,结瘤侧新鲜钢液减少,温度偏低.     

含碲非调质钢 38MnVS6 水口结瘤成因分析

为调控钢中硫化物的夹杂形态和分布, 提升产品品质, 以碲处理工艺代替钙处理工艺开发了高品质含碲非调质钢 38MnVS6, 但在生产过程中会产生水口结瘤现象. 为分析水口结瘤的形成原因, 采用 X 射线衍射分析(X-ray diffraction, XRD)、扫描电镜分析及热力学计算等, 解析了水口结瘤物的主要物相及与钢中夹杂物的关系, 探究了其与碲处理工艺的关联性. 研究结果表明, 水口结瘤物主要由 CaO$\cdot $2Al$_{2}$O$_{3}$ 和 MgO$\cdot $Al$_{2}$O$_{3}$ 组成, 不含碲相关的物相, 其与钢中的氧化物夹杂成分相近, 因此水口结瘤并不是由碲直接造成的. 在碲处理工艺替换钙处理工艺后, 钢中钙质量百分比浓度不足以将 Al$_{2}$O$_{3}$ 改质为低熔点 12CaO$\cdot $7Al$_{2}$O$_{3}$, 当前钢中 Al 和 Ca 主要生成的钙铝酸盐夹杂为 CaO$\cdot $2Al$_{2}$O$_{3}$. 此外, 钢中残余的少量 Mg 使 Al$_{2}$O$_{3}$ 转变为 MgO$\cdot $Al$_{2}$O$_{3}$, 对应的 Mg 质量百分比浓度为 0.25$\times $10$^{-6}\sim $1.46$\times $10$^{-6}$. 当钢液流经水口时, CaO$\cdot $2Al$_{2}$O$_{3}$ 与 MgO$\cdot $Al$_{2}$O$_{3}$ 在水口内壁相互烧结黏附, 不断聚集增厚, 最终形成水口结瘤.     

中间包水口钢液流场的数值模拟

利用Fluent软件,采用数值模拟的方法,研究中间包水口在正常情况下和存在结瘤时流场的形态变化。模拟结果表明:以小方坯为研究对象,拉坯速度为2.3m/s,开口度为66%,夹杂物为Al2O3,无氩气吹入时,当水口结瘤少时,钢液通过结瘤位置时相对于正常情况下钢液流速增大的少;当水口结瘤多时,钢液通过结瘤位置时相对于正常情况下钢液流速增大的多。     

连铸电磁旋流水口流体流动和夹杂物行为

采用数值模拟方法对连铸电磁旋流水口内流体流动和夹杂物碰撞长大行为进行了研究.数值结果表明电磁旋流水口出口处流体流动扩张角与低熔点合金实验值相符.旋转磁场对浸入式水口内壁夹杂物沉积行为存在两个相反的作用：一方面旋转磁场作用加强了水口壁面处钢液的湍流流动,加速了夹杂物在水口内壁的沉积吸附速率;另一方面水口内壁附近夹杂物在旋转磁场产生的旋流作用下易被携带至水口中心,削弱了水口内壁对夹杂物的黏附.在上述两方面因素作用下,钢液区存在一个最佳磁感应强度可使水口内壁夹杂物沉积速率降至最低,从而减轻水口结瘤现象.     

SPHD钢可浇性的工业试验

针对某厂应用LD--RH--CC工艺生产SPHD低碳低硅铝镇静钢过程中,水口结瘤严重、连浇炉数较低的问题,通过现场试验研究了萤石的加入对钢中夹杂物及钢水连浇性的影响.试验结果表明:水口结瘤物的主要成分是Al2O3--CaO--MgO,其中Al2O3质量分数在70%以上.通过向RH炉真空室内加入一定量的块状萤石,可将出站精炼渣中钙铝质量分数比wCaO/wAl2O3控制在2左右,铸坯中Al2 O3夹杂物含量有所减少并且粒径变小,钙铝酸盐夹杂物比例有所提高,连浇炉数可达到3炉以上.     

铝耗及终脱氧氧位对IF钢水口结瘤的影响

通过对IF钢水口结瘤物各层成分及形貌的分析，得出造成水口结瘤的主要原因是Al2 O3夹杂物在水口内壁不断聚集和烧结.比较了不同铝耗对塞棒杆位的影响，铝耗较高时，塞棒杆位明显上涨，当铝耗超过3.5 kg·t-1时，可能导致钢水断浇等生产事故.对平均铝耗及平均终脱氧氧位作了定义，随着平均铝耗的增加，单支下水口浇铸时间呈下降趋势，当平均铝耗超过3.5 kg·t-1时，单支下水口浇铸时间低于50 min.铝耗随终脱氧氧位提高呈增加趋势，当终脱氧氧位在600×10-6以上时，铝耗可能超过3.0 kg·t-1；而平均终脱氧氧位超过600×10-6时，单支下水口浇铸时间可能低于50 min.     

304和321不锈钢连铸水口结瘤的不同机理

分析了304和321不锈钢连铸水口结瘤物的物相,探讨了结瘤机理.结果表明,304水口结瘤物主要由Al2O3,MgO·Al2O3和少量细小的金属颗粒构成,结瘤层较薄,对正常浇铸的影响不显著,控制钢中Al＜0.01%,可改善其结瘤.321连铸水口结瘤有TiN和CaO·TiO2两种类型:TiN型结瘤物主要由TiN和少量金属组成,控制措施是保持钢中钛氮积小于3.5,Al＜0.01%;CaO·TiO2型结瘤物由CaO·TiO2-MgO·Al2O3和大量金属构成,尽可能减少钢中CaO·TiO2-MgO·Al2O3双相夹杂物的数量和避免二次氧化,可改善CaO·TiO2型结瘤,适当提高浇铸温度可缓解CaO·TiO2型结瘤.     

注流方式对大方坯连铸结晶器内钢水流动与温度状态影响

依据改变水口侧孔射流方向来控制结晶器内钢流流动状态的思想,设计了一种大方坯连铸结晶器新型四分切向水口.对不同类型水口(直通式、四分径向以及四分切向水口)浇注条件下大方坯连铸结晶器内钢水流动形态和温度分布状况进行了流体动力学比较研究.结果表明,新型四分切向水口不仅可以使结晶器内钢水形成上、下两个回流,并能够产生较强的水平旋流.该水平旋流能降低钢水的冲击深度,抑制钢液面波动,促进夹杂物上浮,还具有促进钢水过热耗散的效果.与四分径向水口相比,新型四分切向水口能减弱射流对初生坯壳的冲击,均匀横截面坯壳厚度.此外,该旋流状态使热中心上移,自由液面附近钢水的温度可提高2～6℃,改善化渣条件.     

稀土钢水口结瘤的研究

本文是以生产厂三吨、十吨减性电炉,三十吨碱性平炉为试验基地(以电炉钢为主),作了一定数量的试验和探索,初步找出了引起水口结瘤的原因和防止水口结瘤的方法,想为稀土钢的推广应用排除障碍,特撰写成文,和同行们商榷。     

BOF-LF-RH-CC流程钢液增氮控制研究

通过对25Mn2和36Mn2V转炉冶炼钢种氮含量取样分析,得出各工序氮含量变化的规律,研究各工序增氮机制及氮含量控制措施。结果表明,增氮量从大到小的工序依次为大包至中包的长水口段、LF精炼段、转炉出钢段,RH真空处理段钢水氮含量有所下降;采用适当的终点高拉碳工艺可降低终点氮含量;采用高碱度低熔点预熔渣覆盖钢液面和控制LF吹氩强度可减少精炼前期吸氮和避免钢水被吹裸而引起的吸氮;适当延长极限真空度保持时间有利于进一步降低钢水中的氮含量。     

旋转流水口对结晶器钢水温度场影响的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了不同旋转流水口工艺条件对结晶器内温度场的影响. 结果表明:结晶器旋流水口会稍微增加水口两侧高温区的不对称性,但能提高弯月面处钢水的温度,使弯月面处钢水温度更均匀--传统水口从水口到弯月面处温降约为15 ℃左右,而旋流水口仅为10 ℃. 增加拉速或降低旋流片高度,会增加钢水弯月面处的温度;旋流片角度为120°或旋流片距水口底部390 mm时,钢水弯月面处温度最高.     

喂CaSi芯线防止中间罐水口堵塞

经解剖中间罐水口堵塞祥品，查清堵塞原因主要是高溶点的树枝状Ａｌ２Ｏ３，铁尖晶石夹杂粘附在水口壁上并聚集长大。经在钢包中喂入直径１３．５ｍｍ ＣａＳｉ芯线，喂速１２０－１３０ｍ／ｍｉｎ，１ｔ钢喂入量０．２６－０．８６ｋｇ，使原有高熔点夹杂变为低熔点的复合氧化物，不再堵塞中间罐水口，夹杂球化，而且很细小。     

连铸机结晶器水口状态分析

描述了连铸机结晶器的水口结瘤现象，介绍了表征该现象的水口状态系数信号，并对其进行了频域分析和滤波处理，给出了分别用FIR滤波器和用小波分析的方法对水口状态系数进行处理的结果。     

小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢可浇性

在分析水口堵塞的基础上,结合马钢三炼钢生产实际,采用正交实验法研究了钙处理的喂线速度、喂线量和中间包水口内径对140mm×140mm小方坯连铸低碳低硅高酸溶铝钢水口堵塞的影响.结果表明,提高喂线速度、加大喂线量和增加水口内径可避免水口的堵塞.采用以上工艺,连浇炉数达8～10炉,且铸坯内部和表面质量良好.