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连铸保护浇注

/shrouded casting/
最后更新 2023-04-25
浏览 183
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连续铸钢过程中裸露于空气中的钢液采取保护,避免钢液被空气二次氧化的技术措施。实质上是在隔绝空气的条件下实施浇注,故又称无氧化浇注。

英文名称
shrouded casting
又称
无氧化浇注
所属学科
冶金工程

连铸钢水的二次氧化是钢中大型夹杂物的重要来源。特别是在连铸不锈钢和铝镇静钢等含有较高的易氧化元素的钢时,如不采取保护浇注措施,将导致严重的二次氧化,致使最终产品出现条痕、发纹、分层及冷轧板卷的开裂等缺陷,同时降低合金元素,特别是铝的回收率。

保护浇注包括钢包钢水包中间包注流的保护、中间包液面的保护、中间包至结晶器注流的保护、结晶器液面的保护。中间包内钢液面采用覆盖剂进行保护,结晶器内钢液面采用保护渣进行保护。

主要方法包括保护管式、保护罩式、气体保护式等。①保护管式(图1a、b)。主要是长水口保护浇注,在钢包滑动水口的下水口与中间包液面之间加装耐火保护套管,即钢包长水口。钢包长水口下部伸入中间包的钢液中,隔绝空气,避免了钢包注流吸气造成钢水的二次氧化,又减少了钢包注流对中间包液面的冲击,有利于夹杂物的上浮。为了克服高速注流产生的负压导致滑动水口的下水口与中间包接缝吸气,需要在接缝处放置密封垫;或者可向保护套管的连接处通入氩气密封,使注流始终处于低氧含量的保护气氛之中。保护管式(长水口)与中间包浸入式水口类似,由于它操作简便,费用较低,因而受到世界各国的普遍重视,应用广泛。保护管的材质主要有熔融石英和铝碳(Al2O3-C)质两种。材质的选择可根据浇注钢种和操作条件而定。保护罩式(图1c)。在钢包水口至中间包盖之间加装保护罩,使注流和钢水液面置于保护罩内,然后向罩内通氩气,防止钢水二次氧化。③气体保护式(图1d、e)。在钢包滑动水口下面直至中间包内钢水液面之间加装隔绝大气的套管,然后向套管内通氩气,防止钢水二次氧化。保护罩式和气体保护式虽然可以获得良好的效果,但要消耗大量的氩气(每小时50~l00毫升)。

保护浇注的效果主要依据保护气氛中的含氧量评定。一般含氧小于1.0%,其最高目标值为0.2%。其次,良好的保护应使钢中酸溶铝损失减少,含氧降低,并能防止钢液增氮。

图1 钢包注流保护的各种形式图1 钢包注流保护的各种形式

主要采用浸入式水口保护渣浇注。浸入式水口安装于中间包底部,插入结晶器钢水液面以下,可以防止钢水二次氧化、飞溅,调整钢水流速和股流方向。对小断面铸坯,由于使用浸入式水口困难,可使用氩气或氮气等惰性气体保护。为实现气体保护,需要使用密封管或保护管对中间包下的注流实行保护。但使用密封管或保护管后,对观察结晶器液面、捞取液面上的浮渣、处理钢流的各种异常现象等均有所不便。中间包到结晶器注流的各种保护形式可以根据具体情况加以适当组合应用(图2)。

图2 中间包注流保护的各种形式图2 中间包注流保护的各种形式

  • 蔡开科.连续铸钢.北京:科学出版社,1990.

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