PDF《连铸中问包水口堵塞的原因及预防》

201 1年华东五省炼钢学术交流会论文集 ・165・ 连铸中问包水口堵塞的原因及预防 张德才 (马钢合钢公司钢轧厂,安徽合肥230011) 摘要经过长时间的调查,总结出了造成连铸中间包水口堵塞的几种原因,并针对每种原因提出了相应的预防措 施.

取得了明显的效果. 关键词水口堵塞原因预防措施 Reasons and Preventive Measures of Nozzle Clogging in CC Tundish Zhang Decai (Hefei Iron&

Steel Co.Ltd.ofMasted.Herei.Anhui 230011) Abstract Several reasons of the nozzle clogging in CC tundish were summarized after investigation for a long time. The protective meastl.I'

l曙were put forward and remarkable effects were achieved. Key words nozzle clogging re880118 preventive measth-e8 0前言 自2006年至2009年,在连铸生产过程中, 多次发生了中间包水口堵塞的现象,使拉速降低 甚至注流中断,中间包水口内的粘附物还可引起 浸入式水口偏流,引起裹渣.产生裂纹等,给正常 生产带来一定的影响,据统计因水口堵塞造成的 中间包非计划停用数量约占3.7%.中间包水口 堵塞的问题,国内外的专家们也已进行了较多的 研究,借鉴他们的经验,笔者也对本单位的情况 进行了长期跟踪分析. 1工艺概况 钢轧厂炼钢工序的工艺流程是:600t混铁 炉―45t氧气顶吹转炉―底吹氩处理一R6m弧形 小方坯连铸机.转炉分阶段定量装入,单渣法,恒 压变枪位操作,使用硅锰和硅铁合金化,脱氧剂 是硅铝铁和钢包改质剂(铝质);

连铸中间包采用 液压快换机构,快换定径水口内层为锆质环,上 水口内径为18.0ram,下水口内径由15.0― 17.5mm,采用大包长水口和中间包浸入式水口保 护浇注,液面自动控制拉速.冶炼钢种是碳素结 构钢和低合金钢. 2中间包水口堵塞原因分析 中间包水I:I堵塞主要有二种现象,一种现象 是各种原因导致的钢水低温蓄流,停浇水口中的 粘结物外圈深灰色而内圈是少量白色物体,取样 后分析成分如表l成分(1)所示,主要成分为Fe 和(FeO);

另一种现象是中间包水口内壁附着的 沉积物越聚越多引起水口内径狭窄乃至堵塞的 水口结瘤,停浇水口中的粘结物为白色物体,取 样后分析成分如表l成分(2)所示,主要成分为 A12030 表1水口粘结物成分 % 注:由于受检测条件限制,无法做全分析. 2.1钢水低温蓄流的原因 2.1.1中间包水口烘烤不足 由于煤气不足或者不稳定,生产不正常连铸 换包频繁导致中间包紧张,中间包烘烤达不到要 求就仓促使用;

注入钢液后由于水口部位温度偏 低容易结冷钢,使得水口内径变小或堵塞. 2.1.2钢水待浇时间过长 在生产过程中,转炉冶炼周期与铸机单包浇 ・166・ 连铸中间包水口堵塞的原因及预防 注时间不匹配时,转炉本体及设备需维护调整 时,铸机由于漏钢等操作事故及机械或电气故障 导致生产流数减少时,生产组织比较困难,有时 就会出现待浇时间过长,钢水自然降温过多,导 致开浇后发生低温死流的现象. 2.1.3中间包钢液降温过度 在连铸浇注过程中,发现钢液温度偏高或者 在高拉速的情况下担心漏钢,常常往中间包钢液 中加入废钢作降温处理.由于每一个钢种都有它 自己的液相线温度,一旦降温过度,使得钢液温度 接近或达到它的液相线温度,钢液就会凝固或冻 结.统计数据表明,当过热度T小于5℃时,发 生蓄流的概率为100%;

当过热度丁在6―10℃ 之间时,发生蓄流的概率为3l%,具体见图l.

120 菱1薰燃40 糖20

0 过热度,℃ 图1钢水过热度与低温蓄流的关系 2.1.4钢液温度不达标 钢液自身温度不达标也是造成低温死流的 ―个不可忽视的因素.发生此种现象的情况有:1) 当转炉下料系统的计量不准时,钢液温度偏高, 加料后直接出钢.2)新钢包使用前,烘烤温度达不 到8000C以上,出钢后钢液温度下降过快.3)事故 钢包包底有大块未清理干净,炉前又未及时得到 通知.4)出钢过程中,炉口渣块掉入钢包中. 2.2中间包水口结瘤的原因 2.2.1钢液中脱氧产物过多 钢轧厂转炉冶炼的钢种主要是普通的碳素 结构钢(Q

195、

0215、Q

235、HPB235)和低合金钢 (HRB

335、HRB400),使用的脱氧合金自2006年 以后都改成了硅铝铁,起初没有经验加入时间过 晚,再加上吹炼终点钢液中C含量偏低,硅铝铁 的使用量较大,脱氧后产生了相当的A120,夹杂, 虽然经过底吹氩处理后,仍有一部分留在钢液 中. 2.2.2吹炼终点碳含量波动大 钢轧厂转炉吹炼终点C含量波动大,低的有 0.03%,高的达0.10%以上,脱氧剂硅铝铁的使用 量难以准确控制,如果加入过多,钢液中酸溶铝 【AIS]含量达到0.007%以上【11,在后续过程中会被 继续氧化形成AI:O,夹杂留在钢液中. 2.2.3吹氩时问不足的影响 水口结瘤是钢液中的脱氧产物和夹杂物在 水口内壁积聚的结果.吹氩不仅能使钢液温度 和成分均匀,更重要的一个作用是形成氩气 泡,吸附钢液中弥散的脱氧产物和夹杂一起上 浮排出.如果吹氩时间不足,排出脱氧产物和 夹杂的效果就不好,这样就容易造成脱氧产物 和夹杂物堵塞水口.吹氩日寸间与水口结瘤的关 系见图2. 芝匿:丑 ・ln 谍嘏图2吹氩时间与水口结瘤的关系 2.2.4钢包下渣和二次氧化的影响 钢包渣中FeO和MnO含量较高.连浇换包 之间若钢包渣进人中间包后,氧化物直接冲进钢 液中,使氧含量增加,生成细小而难于上浮的 A1:O,夹杂,使中间包水口堵塞程度增加. 2.2.5中间包水口的影响阁 首先,水口耐材中夹杂物(SiO:等)含量 越高,水口堵塞倾向越大;

其次,如果水口安装 不垂直或快速更换下水口时不能一次到位,在内 部形成分离流区,夹杂物最容易堆积在此处,使 得水口内腔变小,钢液流动缓慢;

再次,水口内壁 表面的粗糙程度对水口堵塞也有一定影响. 2.2.6中间包无控流技术 连铸使用的中间包有2种,其中2・机、3,机 为梯形(15t),4'

机为T型(15t),无论哪一种都没 有使用挡堰、挡坝或紊流器等控流技术,钢水在 中间包内的停留时问短,钢水中的夹杂物不容易 上浮进入渣中. 3中间包水口堵塞的预防措施 针对生产过程中出现的以上问题,主要采取 了以下措施: 1)定期检查中间包煤气烘烤的管道,杜绝煤 气管道堵塞或煤气泄漏现象的发生,保证足够的 烘烤煤气量;

中间包的烘烤严格执行 先小火后 中火再大火 的原则,确保中间包在使用时温度

201 1年华东五省炼钢学术交流会论文集 ・167・ 达到10000C以上.另外中间包的打结除满足正常 的生产外,还要保证有一定的余量以备不时之需. 2)在炼钢炉前开展劳动竞赛,提高吹炼终点 钢液温度、成分达标率,确保上连铸钢液温度合 适、成分合格;

连铸开浇时,若中间包钢液温度较 低时,应推迟开浇时间,以增加开浇时中间包钢 液的温度及静压力,延长夹杂物上浮时间,提高 开浇成功率. 3)为了防止浇注时中间包钢液降温过度,要 求大包工每炉钢测温不少于三次,另外根据碳素 结构钢和低合金钢的各钢号化学成分确定它们 合适的浇注温度,保证钢液过热度在10―20℃范 围内,并且督促大包工严格执行. 4)为了有利于脱氧产物的上浮,一方面改变 了脱氧方式,把脱氧剂的加入时间提前,在出钢 期的前2/3时间内加入钢包内;

另一方面严格吹 氩制度,保证足够的吹氩时间,提高底吹氩效果;

另外生产组织上合理安排,保证钢水起吊至钢包 开浇有5―8min镇静时间. 5)在终点成分控制上,普通镇静钢要求终点 碳控制在0.06%一0.08%范围,低合金钢要求终 点碳控制在0.08%.0.10%范围,这样脱氧剂的 使用量也就稳定了,方便了炼钢炉前的操作.另外,还定期分析钢液中酸溶铝[Als]含量,一旦发现 酸溶铝【Als估量高于0.006%,立即调整钢包改质 剂和脱氧剂硅铝铁的用量. 6)为了减少钢包下渣和二次氧化的影响,从 源头抓起,及时维护转炉出钢口使其保持合理形 状,出钢挡渣力求实效、吹氩的压力调节避免大 翻、长水口保护浇注和浸入式水口的规范使用, 还有中间包钢渣的及时排放. 7)在中间包水口的进货时,不仅检查水口的 外形尺寸,还要检查水口内壁表面的粗糙程度;

在水口安装时,避免发生不垂直的现象. 8)在连铸浇注过程中,严禁带氧通中问包水 口,一方面避免钢水氧化,另一方面防止破坏水 口内壁表面的平整度. 9)对用于生产钢带的Q 195,要求炉炉喂硅钙 线再进行底吹氩;

连铸开浇的前二炉还必须定 氧,确保氧含量在80*10-6以下. 4效果 通过生产过程中优化工艺,采取可行的措施, 强化基础管理,使水I=l堵塞现象明显减少,钢水收 得率等指标有了明显的提高.具体情况见表2: 表2工艺优化前后指标对比情况 5结语 自2009年下半年以来,马钢(合肥)公司钢 轧厂通过优化生产工艺,强化基础管理,提高了 钢液纯净度,防止二次优化,避免中间包降温过 度,由于中间包水口堵塞而造成的停机事故明显 减少. 参考文献 l关学军,高世安.防止连铸中间包水口堵塞的影响因素. 齐齐哈尔大学学报.2007:28. 2吕文全,张震.中间包水口堵塞机理及其防止措施.甘 肃冶金,2005(6):43. ........