连铸钢包和中间包之间Ar气最佳密封技术

  在钢的连续浇铸过程中,作为连接钢包和中间包的功能性耐火材料水口,在大多数情况下或是使用长水口,或是使用浸入式水口。最常使用的是长水口,它具有密封性好的特点,但缺点是在中间包内钢水容易发生紊流,大夹杂物容易卷入结晶器内,且在更换钢包时钢包渣容易流入中间包内。为解决这些问题,控制中间包内钢水的流动,连铸技术人员做了许多努力,如在中间包内加挡渣墙等。

  1.实验内容

  对三种浸入式水口结构进行了实验比较。A型水口为Ar气从浸入式水口上部吹入,B型水口为通过浸入式水口内的管子将Ar气直接吹入水口内的钢水面,C型水口为在浸入式水口的耐火材料中开一道缝隙,把Ar气从水口壁吹入钢水面。由于C型水口能在水口壁的任意位置上开一个Ar气吹入口,因此进行实验时,将其分为把Ar气吹入口浸渍在钢水中的浸入式水口和没有将水口浸渍在钢水中而直接将Ar气吹入口置于钢水面上方的非浸入式水口。

  2.结果和研究

  为评价稳定浇铸时浸入式水口内Ar气的密封效果,因此根据?;て辗治鼋峁蟪隽烁髦掷嘈徒胧剿谀诘腘2分压PN2(以下简称PN2)和Ar气流量(以下称QAr)的关系。由此可知,不论采用何种浸入式水口,随着QAr的增大,PN2会减小,但采用C型浸入式水口时,PN2的减小与QAr减小无关,能确保良好的密封性。另外,对相同Ar气流量时浸入式水口Ar气吹入口的位置进行比较可知,从浸入式水口的吹入口到气体取样位置距离短时,PN2大。之所以尽管Ar气浓度高,吹入口靠近钢水面,但PN2仍然大,这是由于浸入式水口内Ar气和空气混合所致。也就是说,不论在何种情况下,浸入式水口内的空气一部分会被卷入浇铸的钢水流中,与被吹入浸入式水口内的Ar气一起被带入中间包内,但大部分会从设置在浸入式水口上端的中间环形孔和钢包缝隙排出浸入式水口。使用A型水口时,由于Ar气从浸入式水口上部吹入浇铸钢水流的周围,因此被吹入的Ar气受浇铸钢水流的作用使向下流的速度增大,在浸入式水口内的空气和Ar气充分搅拌混合后,空气就变得不容易排出。另一方面,使用C型水口时,由于Ar气从浸入式水口内的钢水面附近被吹入,因此Ar气和空气不易受浇铸钢水流的影响而搅拌混合,使空气能更加有效地从浸入式水口排出。

  根据更换钢包时结晶器内钢水中T-[O]的变化可知,与A型浸入式水口相比,使用C型(浸入式)水口时几乎看不到有吸T-[O]。另外,根据各种浸入式水口在稳定浇铸时和更换钢包时结晶器内钢水的T-[O]和[N]的分析值,对更换钢包时的吸收量进行了整理,结果可知,不论是T-[O]还是[N]都在1.0以下,这是钢水不会被空气而污染的区域。与使用A型和B型浸入式水口相比,使用C型浸入式水口时能抑制更换钢包时钢水被污染。

  如前所述可知,浸入式水口内Ar气的密封效果通过改变Ar气的吹入位置有了很大的好转,但对影响产品质量的板坯内夹杂物进行评价是最重要的。因此,对相当于稳定浇铸部位和更换钢包浇铸部位的板坯的夹杂物,尤其是对有危害性的120靘以上的大夹杂物的数量进行了调查。结果可知,与A型水口相比,使用C型水口时120靘以上的大夹杂物的数量在稳定浇铸部位可减少大约50%,在更换钢包浇铸的部位可减少大约40%。

  3.结束语

  为优化连接钢包和中间包的浸入式水口内Ar气的密封性能,在实机上对各种浸入式水口进行了实验,得出如下结论:

 ?。?)在稳定浇铸条件下浸入式水口内的Ar气密封性能可以用TAr进行调整,Ar气吹入位置和浸入式水口内钢水面之间的距离越小,则TAr越小。结果可知,通过减小TAr,即使在QAr小的条件下也能获得充分的密封效果。
 ?。?)更换钢包时浸入式水口内的PN2可以由(4)式求出,能采用同一指标对不同的浸入式水口进行评价。
 ?。?)使用在浸入式水口内耐火材料中开一条缝隙,从浸渍部的内壁面吹入Ar气的C型(浸入式)水口时,板坯中120靘以上的大夹杂物的数量在稳定浇铸部位的可减少大约50%,在更换钢包浇铸部位的可减少40%。
 ?。?)使用C型浸入式水口时,阻碍多炉连铸和飞溅金属粘附在水口壁面影响浸入式水口寿命的情况比使用普通方式的A型水口减少大约三分之二,水口完全能够重复使用。