浇注铝镇静钢用防堵塞水口的设计与开发

摘要

当今,每个钢厂都更加重视质量和竞争性的花费。由于连铸炼钢增加了流程长度，降低了成本，因此，连铸替代了原来的铸锭法炼钢。中间包耐火材料的任何过早损毁，都会终止浇注而且降低钢质量。据观察，钢厂面临着铝堵塞潜入式水口内孔壁问题的困惑。为了能延长流程长度，SEN／SEs对中间包寿命起着重要作用。铝沉积导致的水口阻塞给连铸带来严重问题，特别是在低碳铝镇静钢中，经常观察到铝沉积现象。堵塞是因为未完全清除悬浮在钢水中的固体杂质造成的。最初，氧化铝颗粒以及其他非金属杂质开始缓慢连续的堵塞内壁。一旦这些物质形成一薄层黏附在水口内表面，就会加快堵塞，甚至阻碍钢的静态力。结果，内孔的有效直径从进口端到出口端不均匀地减小。具有两个或四个端口的水口更是如此，这就导致了钢流混乱以及不稳定操作。只有几微米的氧化铝颗粒对钢水质量影响很小，这些氧化铝颗粒未曾被钢包／中间包结晶器内的保护渣所吸收，但是较大颗粒会黏附在水口上，并从水口内孔中脱落，最终给连铸产品带来了不少缺陷。本文，利用氧化铝沉积在下水口内壁问题来研究观察到的连铸产品的缺陷。基于对堵塞材料的研究，引用了堵塞发生的可能性机理。开发了一种特殊类型的无碳防堵塞合成混合物，并展示了该混合物作用于水口内壁的应用方法。这种材料的特性是它在还原条件下，接受热处理时，会形成一个具有精细气孔尺寸分布的致密结构。精细致密结构有利于阻止氧化铝沉积并保持连铸过程中水口内孔清洁。除了开发新材料，还提出了设计水口内孔及端口的新方法。改进的应用于水口的防堵塞材料以及新型内孔、端口设计最初在实验室的试验窑炉中进行了试验，并最终在整体钢部件中成功地进行了试验。实验中，推荐使用了一个预热操作程序，以阻止由于金属冷却带来的水口堵塞。具体试验得到了决定性结论，这些结论对钢厂十分有益。