第２８卷第１期 特殊钢 Ｖ０１．２８．Ｎｏ．１ ２００７年１月 ＳＰＥＣｌ札 ［ＥＥＬ Ｊａｎｕａｒｙ ２ＯＯ７・６１・ Ｃ７２ＤＡ钢连铸时避免结晶器钢水卷渣的工艺实践 刘欣 （济南钢铁集团石横特殊钢公司，肥城２７１６１２） 摘要通过对１５０ Ｉｎｌｎ×１５０ Ｉｎｌｎ方坯结晶器钢水流场的模拟和卷渣机理的分析，改进了连铸的有关工艺参 数：浸入式水口浸入深度由７Ｏ一８０ Ｉｎｌｎ提高到１２０—１３５ ｍｍ；浸入式水口下口直径由２５ ｍｍ增大至３２ ｍｍ；保护渣 粘度由ｏ．３８ Ｐａ・Ｂ提高到ｏ．４｜Ｄ Ｐａ・Ｂ；结晶器钢液面波动由±５．０ Ｉｎｌｎ降低到±３．０ Ｉｎｌｎ。结果使Ｃ７２ＤＡ钢的夹杂 物合格率由９２．１０％提高到９９．５１％。 关键词Ｃ７２ＤＡ钢’结晶器卷渣 Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｏ Ａｖｏｉｄ Ｅｎｔｒａｐｐｅｄ Ｓｌａｇ Ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｌｔｅｎ Ｓｔｅｅｌ ｉｎ Ｍｏｌｄ ｄｕｒｉｎｇ Ｓｔｅｅｌ Ｃ７２ＤＡ Ｃｏｎｃａｓｔｉｎｇ Ｌｉｕ Ｘｉｎ （Ｓｈｉｈｅｎｇ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ，Ｊｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｆｅｉｃｈｅｎｇ ２７１６１２） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌ ｆｌｏｗｆｉｅｌｄ ｉｎ ｍｏｌｄ ｆｏｒ １５０ Ｉｎｌｎ×１５０ Ｉｎｌｎ ｂｉｌｌｅｔ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｓｌａｇ ｉｎ－ ｃｌｕｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒ ｃｏｎｃａｓｔｉｎｇｈａｖｅ ｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｍｍｅ￣ｏｎｄｅｐｔｈ ｏｆ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｎｏｚｚｌｅ ｔｏ １２０—１３５ Ｉｎｌｎ ｆｏｒｍ ｇｉＩｌａｌ ７Ｏ一８０ Ｉｎｌｎ，ｅｎｄｉｎｇ ｌｏｗｅｒ ｖｅｎｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｎｏｚｚｌｅ ｔｏ ３２ Ｉｎｌｎｆｒｏｍ２５ Ｉｎｌｎ。ｉｎｃｘｅａｓｉｎｇ ｖｉ８ｔＣＯ８ｉｔｙ ｏｆｍｏｌｄｆｌｕｘ协Ｏ．４｜Ｄ Ｐａ・Ｂｆｒｏｍ０．３８ Ｐａ・Ｂ。ａｎｄｍｏｌｄｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌｌｅｖｅｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔＯ±３．０ Ｉｎｌｎ ｆｒｏｍ±５．０ Ｉｎｌｎ。ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈｅ ｑＩ】ａｌｉ６ｅｄ ｒａｔｅ ｆｏｒ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｒａｔｉｎｇ ｉｎ ｓｔｅｅｌ Ｃ７２ＤＡ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ９２．１Ｏ％协９９．５１％． Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｄｅｘ Ｓｔｅｌ Ｃ ２ＤＡ。Ｍｏｌｄ。Ｅｎｔｒａｐｐｅｄ Ｓｌａｇ Ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ 石横特殊钢公司二炼钢厂（简称二炼钢）有６５ ｔ １结晶器流场模拟和卷渣分析 Ｃｏｎｓｔｅｅｌ电弧炉ｌ台，配有６５ ｔ ＬＦ ｌ台，６５ ｔ ＶＤ ｌ 台，Ｒ９ｍ ４机４流连铸机ｌ台，生产Ｃ７２ＤＡ钢（１５０ 水模型实验结果表明：从水口出口出来的高温 ｍｉｌｌ×１５０ ｍｉｌｌ方坯）供高速线材车间制备 ．５ ｍｉｌｌ 钢水与结晶器壁坯壳相碰撞，形成上、下两个回流 的线材，下游用户用于拉拔０．２ ｍｉｌｌ的钢帘线，其纯 （图ｌ（ａ）、（ｂ））。上回流流股沿结晶器壁向上运 净度、内外质量要求严格（表１）。但在生产过程中， 动，造成弯月面附近的钢水面波动；因水口对中不 因钢材中夹杂物数量和尺寸超标，经常出现拉拔断 良、堵塞或冲刷侵蚀造成偏流，也会带来弯月面附近 丝现象。通过电镜对夹杂物的分析，认为此类夹杂 的钢水面波动。 物为结晶器保护渣。 经分析，结晶器钢水卷渣可分为以下３种： 表１ Ｃ７２ＤＡ钢化学成分和夹杂物要求 Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ￣ｈｅｍｌａｄ ｃｏｍｐｏａｔｌａｎ ａｎｄ ｉｌｌｄｌｌ￣ｏｎ ｉｎ ｓｔｅｅｌ Ｃ７２ＤＡ （１）结晶器铜管内壁卷渣。在结晶器壁附近， 渣。 ’ 由于表面流体的不稳定流动，将保护渣卷入钢水，如 （２）回流卷渣。当浸入式水口插入深度过浅而 图１（ｃ）所示。卷入的渣滴有可能重新上浮至渣－钢 拉坯速度较低时，流股冲击不到结晶器窄面，流股上 界面，也有可能被凝固坯壳前沿捕捉，形成皮下夹 回流流到水口侧面附近，其向下的分速度把保护渣 维普资讯 http://www.cqvip.com
特殊钢 第２８卷 图１结晶器显示流场（ａ）和计算流场（ｂ）的模拟图；（Ｃ）结晶器壁卷渣机理示意图 Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｉｆｇｕｒｅ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｆｌｏｗ ｉｆｅｌｄ（ａ）ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｌｏｗ ｉｆｅｌｄ（ｂ）ｉｎ ｍｏｌｄ；（ｃ）ｓｃｈｅｍａｉｔｃ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｅｎ－ ｉ ｓｌａｇ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｏｆｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌ ａｔ ｗａｌｌ ｏｆｍｏｌｄ ｌ水，被水口流股捕捉，进入结晶器造成卷渣。 影响ｈ的参数有：结晶器的结构参数、浸入式水口的 ；）旋涡卷渣。旋涡是由于水口对中不良、水 结构参数、拉坯速度、水口浸入深度、水口吹气量等。 或水口因冲刷侵蚀，造成水口两侧流股出口 ２解决结晶器卷渣的措施 】方向不对称，产生偏流引起的。 ｊ此归纳出衡量卷渣倾向的卷渣指数： 二炼钢改进的主要工艺参数（表２）为： （１）水口浸入深度。水口浸入钢液深度过浅， Ｊ＝Ｖ×ｈ／（ｔ×Ｈ×ｇ） 容易回流卷渣；如过深，增加了夹杂物和气泡卷入铸 ，．卷渣指数；Ｖ－拉坯速度；＾一１／１０大波值（在 坯深处的机会，且由于热点下移，增大了漏钢几率， 检测时间段内，出现的最长波长的１／１０值）； 并造成化渣不良，润滑不好。由实践可知，合适的浸 卷渣时间；Ｈ－水口浸入深度；ｇ一重力加速度。 入钢液深度为１２０～１３５ ｉＩｉｌ＇ｎ。 表２ Ｃ７２ＤＡ钢连铸工艺改进前后有关参数的对比 Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｌｍｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ Ｃ７２ＤＡ ｅｏｎｅａｓｔ￣ｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｑｍｔ ２）水口出口面积。原使用的浸入式水口下口 渣粘度控制在（０．４０±０．００５）Ｐａ・ｓ（１ ３００℃）。 ２５ ｉＩｉｌ＇ｎ，上口直径为８５ ｉＩｉｌ＇ｎ，因下口小，造成 （５）结晶器液面自动控制系统的精度。实践证 ｂ口射流速度快，对液面的冲击强度较强，液面 明，结晶器液面幅度较大的，渣圈发达，卷渣几率明 嚼度大；同时下口容易附着冷钢，易形成偏流， 显增加。通过攻关，结晶器液面自动控制系统的精 渣可能性增大。为此，改浸入式水口下口直 度，由结晶器液面波动幅度±５ ｉＩｉｌｎ＇降至±３ ｉＩｉｌ＇ｎ。 ３２ ｉＩｉｌ＇ｎ，上口不变。实践表明，卷渣几率显著减 ３结语 ：３）拉坯速度。拉坯速度较快，保护渣熔融结 通过改进工艺后有关措施的实施，显著降低了 七．，熔渣层厚度变薄，粉渣层卷入钢液的几率增 钢帘线钢等高纯净度钢的夹渣废品。经统计，钢帘 ：速太慢，容易造成回流卷渣，由此规定了钢帘 线钢Ｃ７２ＤＡ因夹杂物级别高改判或判废的比率，由 均工作拉速为１．５０～１．７０ ｍ／ｒａｉｎ。 改进前的７．９０％降至改进后的０．４９％。 ：４）保护渣粘度。在保证保护渣能顺利流人结 与铸坯表面之间的缝隙的情况下，适当增大保 刘 欣（１９７４一），男，工程师，１９９８年包头钢铁学院毕业，从 阽度，保证合适的液渣层厚度在１０～１５ ｉＩｉｌ＇ｎ，粉 事连铸技术管理工作。 度≤２５ ｉＩｉｌ＇ｎ，由此使用的钢帘线钢专用保护 收稿日期：２００６－０８—１４
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