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本钢薄板坯连铸增氮控制

2013-10-10 11:01:04 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示:随着薄板坯连铸品种钢的不断开发与产量的不断提高,对薄板坯的内在质量提出了更高的要求。


关键词: 薄板坯

  随着薄板坯连铸品种钢的不断开发与产量的不断提高,对薄板坯的内在质量提出了更高的要求。大部分钢种均要求钢中[N]含量在 60ppm 以下,针对一些特殊钢种,如无取向电工硅钢等均要求钢中[N]含量在 30ppm 以下。因为钢中自由氮形成固溶体,造成固溶强化,加上时效作用,使钢的高温韧性和塑性降低;氮含量高,导致钢的塑性和韧性降低,冷加工性能下降,使铸坯开裂及引起晶间腐蚀等。

  1 薄板坯连铸机减少中包增氮的控制措施

  在薄板坯连铸的生产过程中,钢水增氮的主要原因就是钢水与空气接触。钢水与空气接触主要是在以下三个过程中产生,即钢水从钢包进入中间包的过程;钢水在中间包内;钢水从中间包进入结晶器的过程。为了减少连铸过程的钢水增氮,我们在生产过程中主要采用钢包加盖、中间包覆盖剂、结晶器保护渣、钢包到中间包采用氩封长水口、中间包浸入式水口等措施,来防止因钢液二次氧化及吸氮。

  (1)中间包密封吹氩过程的氮含量控制。本钢薄板坯连铸机现使用的中间包吨位为 38t,容积为 15m3。为减少开浇前中间包内 O2及 N2含量,在浇次开浇前,当烘烤器抬起后,将吹氩管放置在中包内,打开氩气阀门向中间包内进行吹氩后钢包开浇,经过中间包密封吹氩后,中间包内 N2<5%,并且由于中包内 O2含量的减少,水口堵塞及塞棒开口度上涨现象明显减少,铸坯中夹杂物也明显减少。

  (2)氩封长水口氮含量的控制。钢水由钢包流入到中间包中的保护效果好坏主要集中在钢包下水口与长水口连接上,在生产中采用长水口使用 Ar 密封来防止空气渗入,避免钢水因二次氧化而吸氮。密封氩气的流量对控制增氮效果也十分重要,在生产中采用的Ar 流量以钢水液面无大的翻动为宜,如 Ar 流量过大,使长水口附近的钢水翻腾剧烈,钢水与空气接触而产生二次氧化;如 Ar 流量过小,易使空气因钢流的负压而被吸附,而且每炉浇注结束后,烧氧清理长水口,到浇次末期,连接处长水口内径被烧蚀扩大,使钢中氮含量增加。

浇次中各炉次钢水增氮情况

  (3)使用长水口密封垫圈的增氮控制。在使用长水口进行保护浇注时,在钢包下水口与长水口连接上使用密封垫圈,密封垫圈的大小、形状及材质也十分重要,既要保证在整个浇注过程中长水口与钢包水口密封良好,又要使密封圈易于更换。在使用过程中,采用石棉与耐火泥质密封垫圈,但因泥质密封垫圈由于受热时易与水口粘连而不易更换,主要采用石棉质密封垫圈。

  (4)长水口型号对钢水增氮的影响。长水口的内径及型号对与钢包下水口连接的密封程度有重要影响,在生产过程中,我们通过对长水口的改型来加强密封程度,从而减少钢水增氮量,提高保护浇注的效果。

长水口改型前后中包增氮的对比

  由上表可以看出,采用了改型长水口保护浇注时增氮量平均为9ppm,比改型前的 20ppm 下降了 55%。

  (5)中间包内钢水的增氮控制。中间包内钢水增氮控制首先采用的是中间包密封,主要是用耐火密封石棉板与石棉毡将中包盖与中包上沿之间、中间包溢流槽及中包盖上的孔进行密封,以减少空气进行中间包内部。此外,由于中间包覆盖剂加入到钢水表面具有隔热保温、减少钢液面热损失;隔绝空气,防止钢水二次氧化;溶解上浮至钢液面上的非金属夹杂物、净化钢水等功能,因此,中间包保护渣对钢液的增氮也有一定影响。

中间包覆盖剂的主要理化指标

  在中包覆盖剂的投入量方面,采用大渣量操作。主要是在浇次第一炉开浇钢水浸没长水口下端时,一次性投入无碳中包渣 400kg,当中包吨位达到工作吨位时,再补加正常使用中包渣 200kg,中包渣投入要求数量充足,各投入孔要分别投入,保证覆盖均匀,减少钢水裸露的机率。

  2 薄板坯连铸增氮控制效果

  通过控制增氮措施的采用,钢水中的平均增氮量达到 11.5ppm,降幅达到 36.6%;钢中的全氧含量也降为 31 ppm,由于[N]、[0]明显减少,使铸坯的夹杂、表面裂纹等缺陷减少;钢的抗拉强度、延伸率、冲击韧性及冷加工性能都明显提高,钢的综合性能得到明显改善。


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