【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(zhǎng)水口面積第三章 連鑄保護(hù)渣連鑄采用固體粉末保護(hù)渣澆注，對(duì)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(hù)渣澆注，在歐洲從1962年開(kāi)始的，法國(guó)的“東方優(yōu)質(zhì)鋼公司”1963年采用了浸入水口與保護(hù)渣的技術(shù)，實(shí)踐證明：采用此技術(shù)后，無(wú)論從擴(kuò)大連鑄鋼種，還是提高鑄坯質(zhì)量方面都是一項(xiàng)極為有效果的措施。我國(guó)的連鑄鋼是從1972年開(kāi)始用浸入式水口保護(hù)澆注的，70年代中期以后得到了迅速的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)所有的板坯鑄機(jī)和絕大多數(shù)大方坯鑄機(jī)都采用了粉末保護(hù)渣澆注。從80個(gè)代起連鑄保護(hù)渣的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀來(lái)看，高速的大型板坯連鑄機(jī)和特殊鋼連鑄保護(hù)渣研制仍是主要課題，保護(hù)渣的化學(xué)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(yīng)不同鋼種，不同結(jié)晶器以及不同連鑄工藝參數(shù)的要求，保護(hù)渣相關(guān)的物理性質(zhì)可以采用各種經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，保護(hù)渣的配方設(shè)計(jì)已逐步正規(guī)化。167。 連鑄用中間包覆蓋劑在連鑄過(guò)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(gè)反應(yīng)容器，可以改進(jìn)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(shí)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(hù)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(jié)晶器順利澆注的中間包覆蓋劑很重要。一、 覆蓋劑在連鑄過(guò)程中的作用如果覆蓋劑不加，熱損失很大，甚至?xí)斐射撍疁囟冗^(guò)低，鋼液面結(jié)殼，水口凍結(jié)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(lái)源分析，當(dāng)不采用保護(hù)渣澆注時(shí)，由空氣二次氧化物約占總氧化物35%，連鑄時(shí)，鋼液在中間包內(nèi)停留時(shí)間一般為5分鐘以上，覆蓋劑在鋼液面上形成適當(dāng)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(duì)覆蓋劑的要求（工藝），也不能產(chǎn)生氫氣、氧氣。，流動(dòng)性不能太高。因?yàn)檫@會(huì)在澆注快要結(jié)束時(shí)隨鋼水一同卷入結(jié)晶器。5. 覆蓋劑不能形成堅(jiān)硬的外殼，否則會(huì)住塞棒并很難進(jìn)行溫度測(cè)量。三、對(duì)覆蓋劑的性能要求1. 化學(xué)成分同結(jié)晶器一樣，中間包的覆蓋劑的化學(xué)成分的確定也是以硅酸鹽相圖為理論基礎(chǔ)，確定:(1)以CaO—Al2O3—SiO2三元系成份后還配以適當(dāng)?shù)腘a2O，CaF2等熔劑，以調(diào)整熔點(diǎn)和粘度。(2)配以適當(dāng)?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(shì)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(xiǎn)性。3. 熔化速度中間包覆蓋劑應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜刍俣?，從而使鋼液上較長(zhǎng)時(shí)間保持三層結(jié)構(gòu)，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(zhǎng)渣”，當(dāng)Al2O3含量增加或溫度降低時(shí)，粘度也不會(huì)陡然上升。一般中間包覆蓋劑的粘度在1450℃時(shí)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(jié)果：熔化情況試樣高度m熔融層mm燒結(jié)層mm粉渣層mmH126～205H225～2046. 水份一般對(duì)吸水率有嚴(yán)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(guó)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?bào)w，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(dǎo)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(duì)澆鑄那些碳含量要求嚴(yán)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(yáng)，采用植物性有機(jī)結(jié)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(dāng)?shù)闹蹌┖吞抠|(zhì)材料的機(jī)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(wú)碳類。(3)它可制成粉狀或粒狀，當(dāng)它加入到中間包鋼液面上時(shí)，會(huì)形成有熔融層、過(guò)渡層、粉狀層的三層結(jié)構(gòu)，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(fù)合型的保護(hù)渣具有全面的冶金功能。(4)復(fù)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(guò)程中，其碳顆粒會(huì)逐漸集合在熔渣上部，結(jié)果在粉末層與熔渣層的界面處形成一個(gè)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(méi)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(huì)直接與碳濃化層接觸，無(wú)疑會(huì)造成鋼液的增碳。四、 中間包保護(hù)渣使用及操作標(biāo)準(zhǔn)（1）為防止中間包散熱和二次氧化，在鋼液面上升至100mm時(shí)，應(yīng)加入中間包保護(hù)渣。（2）加入量控制，開(kāi)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(xiàng)：A：渣層厚度不允許超過(guò)100mm，否則應(yīng)通過(guò)中間包溢流咀將余渣放出，并適當(dāng)補(bǔ)充新渣。B：保護(hù)渣應(yīng)分別從塞棒孔加入，當(dāng)大包鋼流沖擊區(qū)液面平穩(wěn)后，才可以從該點(diǎn)補(bǔ)加部分中包渣。C：在澆注結(jié)束前應(yīng)及時(shí)測(cè)量（用O2管）渣厚，并確保其不進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)。167。 結(jié)晶器保護(hù)渣一、 保護(hù)渣的作用位于結(jié)晶器液面上層的粉狀渣層，結(jié)構(gòu)松散，具有良好的絕熱保溫作用，可以防止結(jié)晶器中鋼水表面結(jié)殼或避免保護(hù)渣形成熔渣后又固結(jié)成蓋，并可防止浸入水口周圍結(jié)渣，其作用在于保護(hù)渣上層粉狀層有一定的厚度。保護(hù)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(hù)鋼水表面不受空氣的二次氧化，為了更好地起到保護(hù)作用，液渣層應(yīng)均勻覆蓋于鋼水面上，渣中不應(yīng)含有使鋼氧化的成分，如應(yīng)限制渣中（FeO）含量小于4%，熔渣的透氣性要好，對(duì)鋼液的潤(rùn)濕性要好。，吸附鋼液中夾雜物上浮至結(jié)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(hù)渣的液渣層應(yīng)具有良好的吸收和溶解夾雜物理學(xué)能力。為此保護(hù)渣的熔渣應(yīng)有低的粘度，對(duì)氧化物夾雜的潤(rùn)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(hù)渣。鋼液面上的液渣膜填充到結(jié)晶器和坯殼間的潤(rùn)滑功能十分重要，保護(hù)渣的潤(rùn)滑作用與形成渣膜的厚度，均勻性和晶都有直接的關(guān)系。二、保護(hù)渣層的結(jié)構(gòu)把結(jié)晶器保護(hù)渣加入到結(jié)晶器鋼液面上，它可以迅速形成熔渣層、燒結(jié)層和粉渣層三層結(jié)構(gòu)，整個(gè)渣層的厚度約為30～50mm，由于鑄坯的向下運(yùn)動(dòng)和結(jié)晶器的上下振動(dòng)，熔渣受到粘性力的作用，流入到結(jié)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(jié)構(gòu)。目前，保護(hù)渣一般以粉狀形式使用，為顆粒狀，在澆注過(guò)程中受熱后往往也轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，構(gòu)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(xì)小，有利于提高保護(hù)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(duì)環(huán)境的污染。,～。厚度：加入一定量的保護(hù)渣后，粉渣層應(yīng)保持一段時(shí)間，粉渣層要有適當(dāng)?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(lái)控制。2. 燒結(jié)層隨著拉坯的進(jìn)行，結(jié)晶器內(nèi)液渣不斷消耗，與此同時(shí)，均勻地不斷向結(jié)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(dòng)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(jié)構(gòu)，而且對(duì)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(hù)渣呈不同的層狀結(jié)構(gòu)。(1)保護(hù)渣中配加炭黑雙層結(jié)構(gòu)炭黑為無(wú)定型結(jié)構(gòu)，含碳量很高，粒徑很細(xì)，分散度大，吸附力強(qiáng)，炭黑開(kāi)始氧化的溫度較低，氧化速度很快，一般炭黑完全燒盡的時(shí)間較短，所以，炭黑在渣層中溫度較低的區(qū)域是有較強(qiáng)的控制效率的，能有效地控制保護(hù)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(hù)渣的鋪展性。（2）保護(hù)渣中配加石墨三層結(jié)構(gòu)石墨為晶型結(jié)構(gòu)，顆粒較粗大，多呈片狀，其機(jī)械分隔作用和阻滯作用差，但骨架作用明顯，由于開(kāi)始氧化的溫度較高，氧化速度較慢，一片石墨完全燒盡的時(shí)間較長(zhǎng)，所以在高溫區(qū)有較強(qiáng)的控制能力。%的炭黑時(shí)，在較低溫度區(qū)時(shí)發(fā)性燒結(jié)，使保護(hù)渣形成粉渣層，燒結(jié)層和液渣層三層合理的結(jié)構(gòu)。（4） 復(fù)合配炭多層結(jié)構(gòu)%的炭黑復(fù)合配炭時(shí)，保護(hù)渣將形成粉渣層、燒結(jié)層、半熔層和液渣層的多層結(jié)構(gòu)。目前，關(guān)于保護(hù)渣的結(jié)構(gòu)模型存在不同的觀點(diǎn)，大致有三種：雙層：不存在燒結(jié)層，可以避免結(jié)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(duì)炭質(zhì)材料選擇較嚴(yán)，成本高。供液渣能力下降。三層：燒結(jié)層溫度接近于液渣層，溫度升高時(shí)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(bǔ)前兩種結(jié)構(gòu)的不足，即燒結(jié)層薄，減少掛渣的幾率。半熔層發(fā)達(dá)，供液渣的能力大。液渣層很必要，應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸确秶?0～15，穩(wěn)定性要好，過(guò)低過(guò)高會(huì)在板坯表面產(chǎn)生裂紋和夾渣。液渣層的厚度取決于保護(hù)渣的熔化速率和消耗速率之間的質(zhì)量平衡。假設(shè)保護(hù)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(cè)定的方法：把一根鋼絲和一根銅絲綁在一起，放入結(jié)晶器渣層中，由于液渣渣溫度比銅的熔點(diǎn)高，所以銅熔化，量出銅絲熔化的長(zhǎng)度即為液渣層的厚度。三、保護(hù)渣的組成首先要考慮獲得穩(wěn)定的三層渣層結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)渣的各種作用。其次要從當(dāng)?shù)氐馁Y源情況出發(fā)，降低保護(hù)渣的成本。1. 選?。阂許iO2CaOAl2O3系中的低熔點(diǎn)、低粘度區(qū)為基礎(chǔ)，含有適當(dāng)?shù)腘a2O ,CaF2等元素。(CaO=30～50% ,SiO2=45～60% ,Al2O3≤20%)熔點(diǎn)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(hù)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。控制Al2O3=5～15% 降低熔渣熔點(diǎn)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(hù)渣需要的粘度。四、保護(hù)渣的熔化性能1. 熔化溫度多種材料的機(jī)械混合物，為了統(tǒng)一其熔化溫度的標(biāo)準(zhǔn)，人們把保護(hù)渣熔化達(dá)到一定流動(dòng)性的溫度定義為熔化溫度。為了保證保護(hù)渣熔融層達(dá)到合適的厚度，并在結(jié)晶器后仍能以熔融狀的渣皮貼在鑄坯表面，保護(hù)渣應(yīng)比結(jié)晶器下端口坯殼的溫度低50℃，這樣來(lái)控制保護(hù)渣的熔化溫度.(1)目的：使保護(hù)渣在鋼液彎月面處保持熔融的狀態(tài)，并使結(jié)晶器的上部凝固的表面渣膜處于粘滯的流動(dòng)狀態(tài)，起到充分潤(rùn)滑鑄坯的作用。(2)要求：保護(hù)渣的熔點(diǎn)應(yīng)低于1200℃（1050～1200℃）熔點(diǎn)主要取決于化學(xué)成分：以三元素相圖的低熔點(diǎn)為基礎(chǔ)，其熔點(diǎn)一方面由的百分?jǐn)?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(hù)渣的熔點(diǎn)。(1)熔化表示：通常用一定質(zhì)量的試樣在測(cè)定溫度下完全熔化所需的時(shí)間來(lái)表示。保護(hù)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(guò)快：粉渣層難以保持，容易使液渣露于空氣中，降低粉渣對(duì)鋼水面的絕熱保溫作用而出現(xiàn)漂浮的燒結(jié)顆粒。熔化速度過(guò)慢：提供給結(jié)晶器與鑄坯之間的渣量減少。(3)分熔傾向：渣子在熔化過(guò)程中總是熔點(diǎn)低的組分先熔化，熔點(diǎn)高的后熔化，由此破壞了熔渣層的均勻性。從而影響到保護(hù)渣的粘度及減弱其吸收夾雜物的能力，為改善保護(hù)渣的熔化均勻性，應(yīng)當(dāng)通過(guò)調(diào)整渣料的組成及改進(jìn)加工粉料工藝，以及研制“預(yù)熔性”的熔渣等途徑加以解決。五、結(jié)晶器保護(hù)渣的操作，選擇相對(duì)應(yīng)的保護(hù)渣。，當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)部鋼水淹沒(méi)浸入水口孔時(shí)，先加開(kāi)澆渣后，再加保護(hù)渣。“少、勻、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辈僮鳎幢ＷC渣面處于黑色狀態(tài)?！?0mm，基中液渣層厚度控制在8～14mm。，當(dāng)渣圈過(guò)大時(shí)應(yīng)及時(shí)清除，挑渣圈時(shí)，挑渣棒不準(zhǔn)接觸坯殼，如果挑渣棒與坯殼發(fā)生粘連應(yīng)順澆鑄方向小心地拖開(kāi)，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(wú)阻。，升降時(shí)無(wú)異聲。，橫、縱向微調(diào)工作正常。、殘?jiān)⒈砻媲鍧?。，液壓缸工作正常，連接可靠，機(jī)構(gòu)無(wú)故障。二、中間包接收。，防止碰撞預(yù)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(wú)裂紋、剝落現(xiàn)象，要求中包內(nèi)無(wú)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(wú)裂紋，下面兩個(gè)孔是否堵緊；檢查雙效沖擊板是否安裝好，有無(wú)裂紋；檢查塞棒是否有裂紋或破損。，中包與中包蓋之間應(yīng)無(wú)間隙。如有間隙，用石棉繩或纖維墊封好，以避免中包