連鑄中間包水(shui)(shui)口堵(du)塞(sai)一直是困擾煉鋼廠的(de)(de)(de)(de)一個難題，對(dui)于(yu)它的(de)(de)(de)(de)研(yan)究已經開展了30多(duo)年，然而該(gai)課題仍沒(mei)有(you)很(hen)好地(di)(di)解決。堵(du)塞(sai)是由鋼水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)固(gu)態微小(xiao)夾雜(za)物（尤其(qi)是Al2O3、TiO2和(he)CaS）沉積引起。澆(jiao)鑄時，Al2O3等(deng)非(fei)金屬(shu)夾雜(za)在浸入(ru)式水(shui)(shui)口壁上逐漸形(xing)成，周期性地(di)(di)剝落帶入(ru)結晶器，使鑄坯中有(you)害的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)型(xing)夾雜(za)物增加。此外，水(shui)(shui)口堵(du)塞(sai)導致澆(jiao)鑄提前(qian)結束，以致連澆(jiao)爐數減(jian)少和(he)降低連鑄機的(de)(de)(de)(de)生產(chan)率。盡(jin)管通過向塞(sai)棒(bang)、中間包水(shui)(shui)口和(he)套(tao)管吹氬(ya)可以減(jian)少堵(du)塞(sai)，但分(fen)散的(de)(de)(de)(de)非(fei)金屬(shu)夾雜(za)和(he)彎月面處的(de)(de)(de)(de)擾動(dong)仍會增加連鑄板坯的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)型(xing)夾雜(za)物的(de)(de)(de)(de)數量，因此影(ying)響產(chan)品的(de)(de)(de)(de)表面質量。

在(zai)生產過(guo)程(cheng)中發(fa)現連鑄水(shui)口(kou)堵(du)(du)塞與品種、工(gong)(gong)(gong)藝有(you)關，低碳、超低鋼比其(qi)他品種易出(chu)現堵(du)(du)塞現象；LF爐(lu)工(gong)(gong)(gong)藝發(fa)生水(shui)口(kou)堵(du)(du)塞現象后(hou)棒(bang)位上(shang)漲迅速，CAS、RH工(gong)(gong)(gong)藝發(fa)生水(shui)口(kou)堵(du)(du)塞現象后(hou)棒(bang)位上(shang)漲相對(dui)緩慢(man)。京唐(tang)公司技術(shu)人(ren)員對(dui)連鑄水(shui)口(kou)堵(du)(du)塞原因進(jin)行分(fen)析，對(dui)其(qi)堵(du)(du)塞機理有(you)了一定的認識，并提出(chu)了改善(shan)措施。

水口堵塞物的特征

通過大量收(shou)集典(dian)型(xing)易堵(du)(du)(du)品種連鑄水口(kou)的堵(du)(du)(du)塞圖(tu)片(pian)，對(dui)水口(kou)堵(du)(du)(du)塞物(wu)、鋼水中非(fei)金屬(shu)夾雜物(wu)的成分(fen)以及組成進行(xing)分(fen)析，以便弄清水口(kou)堵(du)(du)(du)塞物(wu)的來(lai)源。

水(shui)(shui)口(kou)侵(qin)(qin)蝕只是(shi)造成(cheng)水(shui)(shui)口(kou)堵塞(sai)的(de)(de)一(yi)個(ge)必要條件(jian)。觀察大(da)量的(de)(de)廢(fei)棄水(shui)(shui)口(kou)，都有不同程度的(de)(de)侵(qin)(qin)蝕，但其中(zhong)一(yi)部(bu)分水(shui)(shui)口(kou)的(de)(de)粘(zhan)附層很薄，甚至(zhi)沒有粘(zhan)附層。這說明即使水(shui)(shui)口(kou)發生侵(qin)(qin)蝕，但只要鋼水(shui)(shui)中(zhong)氧(yang)化(hua)夾(jia)雜(za)物，特別是(shi)氧(yang)化(hua)鋁(lv)夾(jia)雜(za)少，水(shui)(shui)口(kou)堵塞(sai)幾率就能大(da)大(da)降(jiang)低。因此(ci)，盡量降(jiang)低鋼水(shui)(shui)氧(yang)化(hua)性夾(jia)雜(za)，并做好防(fang)止鋼水(shui)(shui)二次氧(yang)化(hua)工(gong)作(zuo)，是(shi)降(jiang)低水(shui)(shui)口(kou)結瘤率的(de)(de)關鍵。堵塞(sai)的(de)(de)水(shui)(shui)口(kou)由基體、中(zhong)間反應層、表面沉積層三部(bu)分組成(cheng)。

低(di)(di)碳(tan)(tan)、超低(di)(di)鋼(gang)比其他品種易(yi)出現(xian)堵(du)(du)塞現(xian)象，鋼(gang)水中硅含(han)量(liang)(liang)(liang)、碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)越(yue)低(di)(di)越(yue)易(yi)出現(xian)堵(du)(du)塞現(xian)象，鋼(gang)水中鈦含(han)量(liang)(liang)(liang)越(yue)高越(yue)易(yi)出現(xian)堵(du)(du)塞現(xian)象。低(di)(di)碳(tan)(tan)和超低(di)(di)鋼(gang)水口(kou)(kou)堵(du)(du)塞最大的不同是超低(di)(di)鋼(gang)水口(kou)(kou)堵(du)(du)塞含(han)有一定(ding)量(liang)(liang)(liang)的鋼(gang)（超低(di)(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)堵(du)(du)塞嚴重水口(kou)(kou)見圖1）。

對典(dian)型(xing)的(de)堵(du)(du)塞(sai)水(shui)口堵(du)(du)塞(sai)物(wu)(wu)(wu)進行(xing)分(fen)析，低碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)LF工藝(yi)造成的(de)堵(du)(du)塞(sai)物(wu)(wu)(wu)其(qi)(qi)主要(yao)是(shi)由(you)高(gao)熔點氧化物(wu)(wu)(wu)組(zu)成，大多數是(shi)Al2O3，其(qi)(qi)中混有MgO·Al2O3（尖晶石(shi)），CaO—Al2O3系礦(kuang)相及少(shao)量(liang)硅酸(suan)鹽(yan)。低碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)CAS、RH工藝(yi)造成的(de)堵(du)(du)塞(sai)物(wu)(wu)(wu)其(qi)(qi)主要(yao)是(shi)由(you)高(gao)熔點Al2O3組(zu)成。含Ti超低碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)口堵(du)(du)塞(sai)物(wu)(wu)(wu)主要(yao)由(you)Al2O3及其(qi)(qi)外部包裹著一定量(liang)的(de)TiO2組(zu)成，并(bing)含有一定量(liang)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)。

水口堵塞形成的原理

堵塞的(de)水口由(you)基體(ti)、中間反(fan)應層、表面(mian)(mian)沉積層三(san)部分組成，目前許多研究普遍認為水口堵塞形(xing)成的(de)原(yuan)因主要有以下(xia)四(si)方面(mian)(mian)：

鋼(gang)中存在的(de)氧化物向水口壁(bi)(bi)的(de)傳輸：水口堵塞最重要的(de)原因是鋼(gang)水中的(de)固態(tai)夾雜(za)物在水口壁(bi)(bi)上的(de)沉(chen)積；固態(tai)夾雜(za)物來源較多(duo)，如煉鋼(gang)及(ji)精煉過程中的(de)脫(tuo)氧產(chan)物、二次(ci)氧化產(chan)物、卷(juan)渣、化學反應形成的(de)固態(tai)夾雜(za)物等(deng)。

水(shui)(shui)(shui)口接縫(feng)處的(de)(de)(de)吸(xi)氣(qi)(qi)：水(shui)(shui)(shui)模型實(shi)驗(yan)和數值(zhi)計(ji)(ji)算表明鋼水(shui)(shui)(shui)流經滑動水(shui)(shui)(shui)口或(huo)塞棒后產(chan)(chan)生(sheng)較(jiao)大的(de)(de)(de)負壓(ya)，極易(yi)造成空氣(qi)(qi)吸(xi)入(ru)；如空氣(qi)(qi)進入(ru)水(shui)(shui)(shui)口，氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)將和Al反應生(sheng)成氧(yang)(yang)化鋁夾(jia)雜；吸(xi)入(ru)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)在水(shui)(shui)(shui)口壁產(chan)(chan)生(sheng)表面張(zhang)(zhang)力(li)，這種張(zhang)(zhang)力(li)在水(shui)(shui)(shui)口壁上對鋼中夾(jia)雜物顆(ke)粒(li)產(chan)(chan)生(sheng)一種不可(ke)思議的(de)(de)(de)吸(xi)附作用；Rackers計(ji)(ji)算得出：即使是導致增氮(dan)0.3ppm的(de)(de)(de)較(jiao)小氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)吸(xi)入(ru)量產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)表面張(zhang)(zhang)力(li)可(ke)以使一個(ge)10μm的(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)以0.9m/s的(de)(de)(de)速度向水(shui)(shui)(shui)口壁運動，這可(ke)能是在湍(tuan)流程度較(jiao)低的(de)(de)(de)區域產(chan)(chan)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)口堵塞的(de)(de)(de)主要機理。

水(shui)口(kou)耐(nai)火(huo)材料和鋼(gang)水(shui)之間(jian)的(de)反(fan)應：某些區域的(de)堵(du)塞從形貌上看(kan)是(shi)一層(ceng)均勻的(de)薄層(ceng)，而不是(shi)顆粒的(de)網狀燒結(jie)物，這種堵(du)塞產生的(de)原(yuan)因是(shi)由于(yu)鋼(gang)中的(de)Al和耐(nai)火(huo)材料中的(de)氧反(fan)應造成的(de)；

SiO2（s）＋C＝SiO（g）＋CO
3SiO（g）＋2（Al）＝Al2O3（s）＋3（Si）
3CO（g）＋2（Al）＝Al2O3（s）＋3（C）

控制耐火材料(liao)的(de)成(cheng)分或(huo)在水(shui)口(kou)內壁覆以(yi)各種材料(liao)，如(ru)純鋁質材料(liao)等可以(yi)避免產(chan)生(sheng)此類(lei)堵塞。鋼水(shui)含(han)硅量高，可以(yi)阻止反應的(de)進行。反之，水(shui)口(kou)堵塞幾率就會加(jia)大(da)，生(sheng)產(chan)低硅鋼SPHC容易水(shui)口(kou)結(jie)瘤就證明這一(yi)點。

鋼水在(zai)水口(kou)壁(bi)上(shang)的(de)凝(ning)固(gu)：雖然(ran)通(tong)過水口(kou)耐火(huo)材料的(de)熱(re)損(sun)失很少，在(zai)開澆(jiao)初期如(ru)果(guo)水口(kou)預熱(re)不好，鋼水就會在(zai)水口(kou)壁(bi)凝(ning)固(gu)；在(zai)鋼水過熱(re)度很小的(de)情(qing)況下更(geng)有可能發(fa)生(sheng)。

水口堵塞的主要影響因素

頂渣FeO+MnO對(dui)水口(kou)(kou)堵塞(sai)的影(ying)響。隨著FeO+MnO含量的升(sheng)(sheng)高水口(kou)(kou)堵塞(sai)率(lv)升(sheng)(sheng)高，LF工藝頂渣FeO+MnO含量＜1%時水口(kou)(kou)堵塞(sai)率(lv)較(jiao)(jiao)低，CAS、RH工藝頂渣FeO+MnO含量在(zai)5—10%水口(kou)(kou)堵塞(sai)率(lv)較(jiao)(jiao)低。

鈣(gai)處理(li)效(xiao)果對水口(kou)(kou)堵(du)塞的影響。由于鋁(lv)鎮靜鋼(gang)經LF精煉處理(li)后鋼(gang)中S較(jiao)低(di)，這里不考慮S對Ca收得率的影響。經過鈣(gai)處理(li)，確保鋼(gang)中形(xing)成低(di)熔點化合(he)物(wu)C12A7，減少連鑄水口(kou)(kou)堵(du)塞。實踐表明，控制喂入鈣(gai)在Ca/AlS=0.06—0.09時水口(kou)(kou)堵(du)塞現(xian)象大(da)幅度降低(di)。

軟(ruan)吹時間(jian)或(huo)純(chun)循環(huan)(huan)時間(jian)對水(shui)口(kou)堵塞(sai)的影(ying)響。軟(ruan)吹時間(jian)大于8min，純(chun)循環(huan)(huan)時間(jian)大于6min水(shui)口(kou)堵塞(sai)率明顯降低。這是因為夾雜物上浮需(xu)要一(yi)定的時間(jian)。

低碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)調(diao)鈦(tai)時(shi)間水(shui)(shui)(shui)口(kou)(kou)堵塞(sai)的(de)(de)影(ying)響。調(diao)鋁后(hou)延(yan)緩調(diao)鈦(tai)時(shi)間與(yu)水(shui)(shui)(shui)口(kou)(kou)堵塞(sai)率(lv)降低，這是因(yin)為(wei)含Ti超低碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)生產(chan)工藝(yi)為(wei)在(zai)RH脫(tuo)碳(tan)結(jie)束后(hou)向鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)加入(ru)鋁來脫(tuo)除過(guo)剩(sheng)的(de)(de)溶解氧(yang)，鋁與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)反應形(xing)成Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)不(bu)潤濕，易在(zai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)碰撞簇集(ji)形(xing)成大(da)顆粒夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)，從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)上浮排除，隨后(hou)進行Ti合(he)金(jin)化，Ti與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)過(guo)剩(sheng)氧(yang)結(jie)合(he)形(xing)成TiO2，其以Al2O3為(wei)核心(xin)，形(xing)成TiO2—Al2O3復合(he)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)。而(er)且隨著鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)Ti含量的(de)(de)增(zeng)加，TiO2—Al2O3數(shu)量增(zeng)加。由于(yu)TiO2處于(yu)Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)外層，增(zeng)加了Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)潤濕作用，使(shi)(shi)Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)碰撞絮(xu)集(ji)并從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)上浮的(de)(de)能力減弱，從而(er)使(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)尺寸降低，數(shu)量增(zeng)加。TiO2—Al2O3復合(he)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)數(shu)量的(de)(de)增(zeng)加加劇了其在(zai)浸入(ru)式水(shui)(shui)(shui)口(kou)(kou)內壁粘結(jie)的(de)(de)機率(lv)。延(yan)緩調(diao)鈦(tai)時(shi)間，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)Al2O3夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)減少，形(xing)成TiO2—Al2O3復合(he)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)減少。

鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)潔凈度(du)對水(shui)(shui)(shui)口(kou)堵(du)塞(sai)的影(ying)響。鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)純凈度(du)對水(shui)(shui)(shui)口(kou)堵(du)塞(sai)率有較大的影(ying)響，降低水(shui)(shui)(shui)口(kou)堵(du)塞(sai)率，首先要(yao)提高鋼(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)純凈度(du)，要(yao)求ALS/ALT＞0.90%。

水口(kou)形狀(zhuang)對水口(kou)堵(du)(du)塞的(de)影(ying)響。必須避(bi)免水口(kou)幾(ji)何形狀(zhuang)的(de)突(tu)變(bian)，確保形成層流，減(jian)少紊(wen)流。水口(kou)內表面(mian)的(de)粗糙度(du)大于(yu)0.3mm，可以完全(quan)破(po)壞(huai)渦流邊界(jie)層的(de)粘(zhan)滯部(bu)分，粘(zhan)滯層的(de)保護作(zuo)(zuo)用消失。所以水口(kou)耐火材(cai)料的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)必須盡可能地光滑，并(bing)在澆鑄(zhu)過程中，不能破(po)壞(huai)鋼液的(de)連續性。經過實踐發現圓形水口(kou)比方形或跑道形不易堵(du)(du)塞，同時(shi)水口(kou)內壁(bi)制作(zuo)(zuo)工(gong)藝不標準易堵(du)(du)塞。

其(qi)它(ta)參數對水(shui)口(kou)堵塞(sai)(sai)的(de)影響(xiang)。通過實踐，發現RH升溫吹氧量(liang)，下(xia)渣檢測自(zi)動連鎖靈敏度，轉臺(tai)鎮(zhen)靜，中間(jian)包鋼(gang)水(shui)增氮量(liang)，塞(sai)(sai)棒、上水(shui)口(kou)和板間(jian)背壓(ya)等，對降低水(shui)口(kou)堵塞(sai)(sai)率也都(dou)有顯(xian)著影響(xiang)，水(shui)口(kou)堵塞(sai)(sai)是(shi)各種因素綜合作(zuo)用產生的(de)。

降低水口堵塞的措施

轉爐煉(lian)鋼(gang)(gang)：降低終(zhong)點O含(han)量(liang)（C控制、底吹強(qiang)度(du)、終(zhong)點命中(zhong)）；鋼(gang)(gang)包殘渣清理；出鋼(gang)(gang)嚴(yan)格擋渣，采用滑板擋渣；鋼(gang)(gang)包渣改質。

爐外精煉：防(fang)止中后期(qi)加(jia)鋁(lv)(lv)調(diao)整Al，LF爐渣(zha)控制（堿度≧5，Al2O3：25—30%，FeO+MnO含量(liang)＜1%），CAS、RH工藝頂渣(zha)FeO+MnO含量(liang)在5—10%；軟吹時(shi)間大(da)于8min，純(chun)循環時(shi)間大(da)于6min，鈣處理(li)效果鈣在Ca/AlS=0.06—0.09；超(chao)低碳鋼RH加(jia)鋁(lv)(lv)循環5min后加(jia)鈦，RH升溫(wen)吹氧量(liang)＜100m3。

連鑄：下渣(zha)檢測自動(dong)連鎖靈敏度10%，轉臺鎮靜大于10min，中間包鋼水增氮量＜3ppm，塞棒、上水口(kou)(kou)和板間背壓＞0.2bar，控制合理的(de)吹氬流(liu)量，將跑道(dao)形(xing)水口(kou)(kou)改為圓形(xing)，水口(kou)(kou)保溫。

通過改進后，因水口堵塞造成(cheng)的斷澆次數由(you)6—7次/月(yue)降低到(dao)(dao)目(mu)(mu)前的1次/月(yue)；單支浸入(ru)式水口的使(shi)用(yong)壽命由(you)原(yuan)來(lai)(lai)的平均(jun)120min延長到(dao)(dao)230min；夾(jia)雜物缺陷發生率由(you)原(yuan)來(lai)(lai)的0.9%降低到(dao)(dao)目(mu)(mu)前的0.3%。

耐磨鋼板 | 耐磨鋼板廠家 | 耐磨鋼板現貨——法鋼特種鋼材（上海）有限公司
法鋼主要經營：JFE耐磨鋼板，JFE高強鋼板，DILLIDUR耐磨鋼板，DILLIMAX 高強鋼板