【文章內(nèi)容簡介】 攪拌鋼水，鋼包注流產(chǎn)生的攪拌能量為：E=M3/2ρ2A2其中：M鋼包水口鋼水流量ρ鋼水密度A鋼包長水口面積第三章 連鑄保護渣連鑄采用固體粉末保護渣澆注，對改善鑄坯的表面質(zhì)量具有明顯的效果，連鑄采用粉末保護渣澆注，在歐洲從1962年開始的，法國的“東方優(yōu)質(zhì)鋼公司”1963年采用了浸入水口與保護渣的技術，實踐證明：采用此技術后，無論從擴大連鑄鋼種，還是提高鑄坯質(zhì)量方面都是一項極為有效果的措施。我國的連鑄鋼是從1972年開始用浸入式水口保護澆注的，70年代中期以后得到了迅速的發(fā)展，目前國內(nèi)所有的板坯鑄機和絕大多數(shù)大方坯鑄機都采用了粉末保護渣澆注。從80個代起連鑄保護渣的發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀來看，高速的大型板坯連鑄機和特殊鋼連鑄保護渣研制仍是主要課題，保護渣的化學組成朝著高堿度玻璃化的特征發(fā)展，發(fā)展的品種更加系列化，以適應不同鋼種，不同結晶器以及不同連鑄工藝參數(shù)的要求，保護渣相關的物理性質(zhì)可以采用各種經(jīng)驗公式進行計算，保護渣的配方設計已逐步正規(guī)化。167。 連鑄用中間包覆蓋劑在連鑄過程中，中間包起著承前啟后的重要作用，它將鋼液分成一股以上的鋼流并使鋼流保持穩(wěn)定的靜壓頭，而且它是一個反應容器，可以改進冶金質(zhì)量，隨著中間包容積的增大，鋼液在中間包內(nèi)停留的時間也增加了，保持鋼水溫度，提高鋼液質(zhì)量迫在眉睫，因此，用以保護中間包鋼液不被二次氧化，減少中間包鋼液的溫降，吸收從鋼液中上浮的夾雜物，以保證結晶器順利澆注的中間包覆蓋劑很重要。一、 覆蓋劑在連鑄過程中的作用如果覆蓋劑不加，熱損失很大，甚至會造成鋼水溫度過低，鋼液面結殼，水口凍結等到事故，而且，由于裸露的高溫鋼液的熱輻射，造成操作環(huán)境的惡劣。，防止鋼液的二次氧化根據(jù)鑄坯夾雜來源分析，當不采用保護渣澆注時，由空氣二次氧化物約占總氧化物35%，連鑄時，鋼液在中間包內(nèi)停留時間一般為5分鐘以上，覆蓋劑在鋼液面上形成適當厚度的融熔層，將能吸收鋼液面上的非金屬夾雜物，耐火材料顆粒等浮游物。二、 對覆蓋劑的要求（工藝），也不能產(chǎn)生氫氣、氧氣。，流動性不能太高。因為這會在澆注快要結束時隨鋼水一同卷入結晶器。5. 覆蓋劑不能形成堅硬的外殼，否則會住塞棒并很難進行溫度測量。三、對覆蓋劑的性能要求1. 化學成分同結晶器一樣，中間包的覆蓋劑的化學成分的確定也是以硅酸鹽相圖為理論基礎，確定:(1)以CaO—Al2O3—SiO2三元系成份后還配以適當?shù)腘a2O，CaF2等熔劑，以調(diào)整熔點和粘度。(2)配以適當?shù)奶挤壅{(diào)整熔化速度，增加隔熱保溫作用。(3)為了降低液渣的氧勢和傳氧速度，一般要求（FeO）小于5%。(4)為了提高熔渣吸收上浮Al2O3的能力，粉渣中盡可能低。2. 熔化溫度一般控制在1200～1450℃熔化溫度太低：保溫效果不好.熔化溫度太高：難以形成液渣層或渣層太薄，將影響防止二次氧化和吸收夾雜物的能力，并增加了增碳的危險性。3. 熔化速度中間包覆蓋劑應有適當?shù)娜刍俣?，從而使鋼液上較長時間保持三層結構，一般覆蓋劑在1450℃，熔化速度在20Pas以上。4. 粘度中間包覆蓋劑多為酸性渣，屬穩(wěn)定性渣，常稱之為“長渣”，當Al2O3含量增加或溫度降低時，粘度也不會陡然上升。一般中間包覆蓋劑的粘度在1450℃時大于1Pas。由于粘度較大，粘稠的液渣層蓋在鋼液面上，象密封的蓋子一樣，起到了良好的冶金效果。5. 熔化模型兩種中間包覆蓋劑H1，H2在坩鍋底部為1450℃，加熱5分鐘后，粉劑30g的熔化模型結果：熔化情況試樣高度m熔融層mm燒結層mm粉渣層mmH126～205H225～2046. 水份一般對吸水率有嚴格的要求，%以下，以便提高覆蓋劑的鋪展性和避免由于渣含水量高造成鋼液的增氫，增氧。三、 覆蓋劑的種類與選擇：目前國內(nèi)外使用最廣泛，保溫效果良好的單一型中間包覆蓋劑是碳化稻殼和稻殼灰，(1)碳化稻殼是稻殼經(jīng)充分碳化處理的產(chǎn)物，稻殼灰是稻殼燃燒后的殘體，它們的含碳量大都在30～60%之間，碳化稻殼和稻殼灰具有體積輕、導熱性能差、覆蓋在鋼液面上，能有效減少鋼液的熱損失。(2)二者在鋼液面上不能形成液態(tài)熔融層，因此，它只能起到絕熱保溫作用，而不具有防止二次氧化和吸收夾雜物的功能，另外，由于碳含量較高，鋼液直接與這些碳接觸，極易使之增碳，因此，對澆鑄那些碳含量要求嚴格的鋼種，不能采用碳化稻殼作中間包的覆蓋劑。(3)二者都非常輕，使用中常常粉塵飛揚，采用植物性有機結合劑，如淀粉、米粉、面粉等交其制成顆粒狀的可以改善使用環(huán)境。：(1)這種類型的渣多以某種天然礦物或某種副產(chǎn)品為基體，如電廠灰、高爐水渣、硅灰石等。再配以適當?shù)闹蹌┖吞抠|(zhì)材料的機械混合物，一般稱為中間包保溫劑。(2)根據(jù)不同的使用性能分為含碳類和無碳類。(3)它可制成粉狀或粒狀，當它加入到中間包鋼液面上時，會形成有熔融層、過渡層、粉狀層的三層結構，象“棉被”一樣，蓋在鋼液面上，大大提高了保溫性能，其液渣層可以防止鋼液的二次氧化，吸收上浮的夾雜物，因此，復合型的保護渣具有全面的冶金功能。(4)復合型的中間包覆蓋劑的成分可以控制足夠厚的熔融層，這樣可以防止粉渣中的碳污染鋼水，在粉渣熔化過程中，其碳顆粒會逐漸集合在熔渣上部，結果在粉末層與熔渣層的界面處形成一個碳的濃化層，而與鋼液接觸的液渣層的碳含量卻很低的。如果沒有液渣層，或因所配渣的熔化性能不好，渣子熔化以后不能形成一定的熔融層，而是形成溶渣層夾雜著石墨層，那么鋼液會直接與碳濃化層接觸，無疑會造成鋼液的增碳。四、 中間包保護渣使用及操作標準（1）為防止中間包散熱和二次氧化，在鋼液面上升至100mm時，應加入中間包保護渣。（2）加入量控制，開澆首爐加100kg以上（20包），以后各爐加15～20（一包10kg，兩包）（3）注意事項：A：渣層厚度不允許超過100mm，否則應通過中間包溢流咀將余渣放出，并適當補充新渣。B：保護渣應分別從塞棒孔加入，當大包鋼流沖擊區(qū)液面平穩(wěn)后，才可以從該點補加部分中包渣。C：在澆注結束前應及時測量（用O2管）渣厚，并確保其不進入結晶器內(nèi)。167。 結晶器保護渣一、 保護渣的作用位于結晶器液面上層的粉狀渣層，結構松散，具有良好的絕熱保溫作用，可以防止結晶器中鋼水表面結殼或避免保護渣形成熔渣后又固結成蓋，并可防止浸入水口周圍結渣，其作用在于保護渣上層粉狀層有一定的厚度。保護渣加入到鋼液面后，覆蓋于鋼水面上的液渣層，隔絕空氣與鋼水表面的接觸，保護鋼水表面不受空氣的二次氧化，為了更好地起到保護作用，液渣層應均勻覆蓋于鋼水面上，渣中不應含有使鋼氧化的成分，如應限制渣中（FeO）含量小于4%，熔渣的透氣性要好，對鋼液的潤濕性要好。，吸附鋼液中夾雜物上浮至結晶器液面上的氧化物，可能被卷入坯殼，形成表皮和表面夾雜物，因此，保護渣的液渣層應具有良好的吸收和溶解夾雜物理學能力。為此保護渣的熔渣應有低的粘度，對氧化物夾雜的潤濕性好，吸收夾雜物以后自身性能要穩(wěn)定，目前用的都屬于硅酸鹽類的保護渣。鋼液面上的液渣膜填充到結晶器和坯殼間的潤滑功能十分重要，保護渣的潤滑作用與形成渣膜的厚度，均勻性和晶都有直接的關系。二、保護渣層的結構把結晶器保護渣加入到結晶器鋼液面上，它可以迅速形成熔渣層、燒結層和粉渣層三層結構，整個渣層的厚度約為30～50mm，由于鑄坯的向下運動和結晶器的上下振動，熔渣受到粘性力的作用，流入到結晶器壁與坯殼之間并形成渣膜，熔渣不斷地消耗，粉渣不斷地加入，使鋼液面上形成了穩(wěn)定的三層結構。目前，保護渣一般以粉狀形式使用，為顆粒狀，在澆注過程中受熱后往往也轉變?yōu)榉蹱?，粉體特性本身具有既不同于一般固體，也不同于氣體或液體的運動規(guī)律，構成粉體特性的因素有：粒度大小、粒子間的相互作用力、粒子充填狀態(tài)。粒子的大小是粉體最基本的特性，粒子越細小，有利于提高保護渣的絕熱保溫性能和熔化速度，降低熔化溫度，但不利于鋪展性，易增加粉塵對環(huán)境的污染。,～。厚度：加入一定量的保護渣后，粉渣層應保持一段時間，粉渣層要有適當?shù)暮穸龋?0mm），粉渣的熔化速度通常由配入炭質(zhì)材料的種類、粒度、數(shù)量和配炭方式來控制。2. 燒結層隨著拉坯的進行，結晶器內(nèi)液渣不斷消耗，與此同時，均勻地不斷向結晶器內(nèi)添加新渣粉，使渣層連續(xù)產(chǎn)生液渣，在渣層厚度不變的情況下，各層厚度處于動態(tài)平衡。生產(chǎn)上要求其在鋼液面上形成穩(wěn)定的層狀結構，而且對各渣層的厚度也有一定的要求，炭質(zhì)材料配入的不同，可使保護渣呈不同的層狀結構。(1)保護渣中配加炭黑雙層結構炭黑為無定型結構，含碳量很高，粒徑很細，分散度大，吸附力強，炭黑開始氧化的溫度較低，氧化速度很快，一般炭黑完全燒盡的時間較短，所以，炭黑在渣層中溫度較低的區(qū)域是有較強的控制效率的，能有效地控制保護渣的熔化速度。在高溫區(qū)的控制速度大大降低。由于燃燒性好，可使渣面活潑，改善保護渣的鋪展性。（2）保護渣中配加石墨三層結構石墨為晶型結構，顆粒較粗大，多呈片狀，其機械分隔作用和阻滯作用差，但骨架作用明顯，由于開始氧化的溫度較高，氧化速度較慢，一片石墨完全燒盡的時間較長，所以在高溫區(qū)有較強的控制能力。%的炭黑時，在較低溫度區(qū)時發(fā)性燒結，使保護渣形成粉渣層，燒結層和液渣層三層合理的結構。（4） 復合配炭多層結構%的炭黑復合配炭時，保護渣將形成粉渣層、燒結層、半熔層和液渣層的多層結構。目前，關于保護渣的結構模型存在不同的觀點，大致有三種：雙層：不存在燒結層，可以避免結晶器掛渣，從而減少鑄坯表面夾渣，凹坑等缺陷，但要求澆注條件穩(wěn)定，對炭質(zhì)材料選擇較嚴，成本高。供液渣能力下降。三層：燒結層溫度接近于液渣層，溫度升高時很容易形成液渣，可以保證連續(xù)的供給液渣，維持一定厚度的液渣層。多層：彌補前兩種結構的不足，即燒結層薄，減少掛渣的幾率。半熔層發(fā)達，供液渣的能力大。液渣層很必要，應有適當?shù)暮穸确秶?0～15，穩(wěn)定性要好，過低過高會在板坯表面產(chǎn)生裂紋和夾渣。液渣層的厚度取決于保護渣的熔化速率和消耗速率之間的質(zhì)量平衡。假設保護渣的熔化速率不變，則液渣層厚度取決于渣的消耗速率。(kg/min)表示。生產(chǎn)中測定的方法：把一根鋼絲和一根銅絲綁在一起，放入結晶器渣層中，由于液渣渣溫度比銅的熔點高，所以銅熔化，量出銅絲熔化的長度即為液渣層的厚度。三、保護渣的組成首先要考慮獲得穩(wěn)定的三層渣層結構，以實現(xiàn)保護渣的各種作用。其次要從當?shù)氐馁Y源情況出發(fā)，降低保護渣的成本。1. 選取：以SiO2CaOAl2O3系中的低熔點、低粘度區(qū)為基礎，含有適當?shù)腘a2O ,CaF2等元素。(CaO=30～50% ,SiO2=45～60% ,Al2O3≤20%)熔點1300～1500℃：（1）基料部分：提供SiO2, CaO和Al2O3的基本造渣料。（2）輔助材料：調(diào)節(jié)熔化溫度及粘度而提供Na2O ,CaF2等成分，起助熔作用。（3）熔速調(diào)節(jié)劑：為調(diào)劑熔化速度而配入的能提供碳粒的材料。SiO2, CaO各占50% 為了保持保護渣的中性和弱酸性.CaO/ SiO2 = ～，SiO2易于吸收難溶浮渣TiO2, CaO吸收Al2O3和Cr2O3?？刂艫l2O3=5～15% 降低熔渣熔點控制(FeO)≤5% 降低熔渣氧化性加炭質(zhì)材料3～7% 控制熔渣熔化速度助熔材料的加入量取決于澆注的鋼種和熔融保護渣需要的粘度。四、保護渣的熔化性能1. 熔化溫度多種材料的機械混合物，為了統(tǒng)一其熔化溫度的標準，人們把保護渣熔化達到一定流動性的溫度定義為熔化溫度。為了保證保護渣熔融層達到合適的厚度，并在結晶器后仍能以熔融狀的渣皮貼在鑄坯表面，保護渣應比結晶器下端口坯殼的溫度低50℃，這樣來控制保護渣的熔化溫度.(1)目的：使保護渣在鋼液彎月面處保持熔融的狀態(tài)，并使結晶器的上部凝固的表面渣膜處于粘滯的流動狀態(tài)，起到充分潤滑鑄坯的作用。(2)要求：保護渣的熔點應低于1200℃（1050～1200℃）熔點主要取決于化學成分：以三元素相圖的低熔點為基礎，其熔點一方面由的百分數(shù)決定，另一方面視加入熔劑的種類和數(shù)量而定，可降低保護渣的熔點。(1)熔化表示：通常用一定質(zhì)量的試樣在測定溫度下完全熔化所需的時間來表示。保護渣的熔化速度決定于液渣層的厚度及粉渣的消耗。(2)熔化速度過快：粉渣層難以保持，容易使液渣露于空氣中，降低粉渣對鋼水面的絕熱保溫作用而出現(xiàn)漂浮的燒結顆粒。熔化速度過慢：提供給結晶器與鑄坯之間的渣量減少。(3)分熔傾向：渣子在熔化過程中總是熔點低的組分先熔化，熔點高的后熔化，由此破壞了熔渣層的均勻性。從而影響到保護渣的粘度及減弱其吸收夾雜物的能力，為改善保護渣的熔化均勻性，應當通過調(diào)整渣料的組成及改進加工粉料工藝，以及研制“預熔性”的熔渣等途徑加以解決。五、結晶器保護渣的操作，選擇相對應的保護渣。，當結晶器內(nèi)部鋼水淹沒浸入水口孔時，先加開澆渣后，再加保護渣?！吧佟?、勤”，在水口處不易多加，以免在水口與兩寬面間形成渣橋?！昂谠辈僮?，即保證渣面處于黑色狀態(tài)。～40mm，基中液渣層厚度控制在8～14mm。，當渣圈過大時應及時清除，挑渣圈時，挑渣棒不準接觸坯殼，如果挑渣棒與坯殼發(fā)生粘連應順澆鑄方向小心地拖開，防止發(fā)生漏鋼。第四章 連鑄操作167。一、中包車的檢查，以確保暢通無阻。，升降時無異聲。，橫、縱向微調(diào)工作正常。、殘渣、表面清潔。，液壓缸工作正常，連接可靠，機構無故障。二、中間包接收。，防止碰撞預熱臂或折斷浸入水口。，中包車升降橫梁必須處在中位。三、中包烘烤前檢查：看中包工作層有無裂紋、剝落現(xiàn)象，要求中包內(nèi)無耐材塊或散落物，確保中包內(nèi)清潔?？粗邪鼉?nèi)擋渣墻是否垂直、夾緊、有無裂紋，下面兩個孔是否堵緊；檢查雙效沖擊板是否安裝好，有無裂紋；檢查塞棒是否有裂紋或破損。，中包與中包蓋之間應無間隙。如有間隙，用石棉繩或纖維墊封好，以避免中包