105中間包控流裝置對鑄坯潔凈度的影響

1、CCC08發(fā)展中國家連鑄會議論文集1中間包控流裝置對鑄坯潔凈度的影響唐海燕1李京社1高錦國1寧建成2左著2田漢蒲2(1.北京科技大學冶金與生態(tài)工程學院，北京100083；2.華菱集團湖南衡陽鋼管有限公司湖南衡陽421002)摘要：通過中間包水模型實驗對4流圓坯中間包兩種擋墻形式下包內(nèi)流場進行了模擬研究，通過工業(yè)試驗研究了原擋墻中間包和改進型擋墻中間包對鑄坯潔凈度的影響。結果表明：改進型擋墻中間包能增加鋼液在中間包內(nèi)的停留時間，減小中間包

2、的死區(qū)比例，提高夾雜物的去除率。與原型擋墻中間包相比，從中間包到鑄坯過程鋼中總氧去除率顯著提高，鑄坯中大型夾雜物含量降低51.9%，顯微夾雜物降低10.81%；同時改進型擋墻中間包內(nèi)各流總氧和夾雜物分布更加均勻。關鍵詞：中間包，潔凈度，夾雜物，控流裝置TheEffectofFlowControlDevicesofTundishonCleanlinessofBilletsTANGHaiyan1LIJingshe1GAOJinguo1NIN

3、GJiancheng2ZUOZhu2TIANHanpu2(1.SchoolofmetallurgicalecologicalengineeringUnivercityofScienceTechnologyBeijingBeijing100083China；2.HunanHengyangSteeltubeCp.HuaLingGroupHengyang421002HunanChina)Abstract:Thefluidflowoffours

4、trtundishofroundbilletundertwodifferentweirshasbeenstudiedbywatermodelexperiments.Theeffectoftundishescontrolledbyiginalimprovedweirsoncleanlinessofbillethasbeenstudiedbyindustrialtrial.Theresultsshowthattheimprovedweirc

5、anincreaseresidencetimeofmoltensteelintundishremovalrateofinclusiondecreasedeadvolumefractionsofparedwiththeiginalweirtheremovalpercentofthetotaloxygenfromtundishtobilletisobviouslyincreasedthemacroinclusioncontentthemic

6、roinclusionnumberinbilletaredecreasedby51.9%10.81%respectively.Alsothetotaloxygeninclusiondistributionatdifferentstrsofimprovedtundisharemehomogeneous.Keywds:tundishcleanlinessinclusionflowcontroldevice1引言隨著中間包冶金技術的發(fā)展與完善

7、，中間包不僅是把鋼水均勻分配給各個結晶器和實現(xiàn)多爐連澆的中間容器，而且承擔著去除夾雜物、合金微調(diào)、控制過熱等冶金功能[1~3]。中間包內(nèi)合理控流元件的設置以及合理的鋼水流動狀態(tài)對延長鋼水在中間包內(nèi)的停留時間、均勻鋼水溫度和成分、減少卷渣和促進夾雜物上浮有重要作用。不合理的中間包控流裝置會導致夾雜物上浮不充分或局部聚集，從而影響鋼的質(zhì)量和性能。國內(nèi)某鋼廠生產(chǎn)的大斷面連鑄坯全部用來軋制石油套管、高壓氣瓶管、管線管等無縫鋼管，這些產(chǎn)品使用的特

8、殊性決定了其不僅要有高強度、低脆性、良好的韌塑性和焊接性，還要有高的耐壓、耐應力腐蝕和抗氫脆等特性。盡管該公司生產(chǎn)的產(chǎn)品受到國內(nèi)外用戶的好評，但由于鋼管質(zhì)量問題引起的經(jīng)濟損失仍不小。影響鋼管質(zhì)量的因素是多方面的，但檢測表明鋼中非金屬夾雜物是影響其性能的重要因素之一。Ginzburg和Ballas論述了連鑄板坯和熱軋產(chǎn)品的缺陷，其中很多都與夾雜物有關。鋼的機械性能很大程度上取決于能產(chǎn)生應力集中的夾雜物的體積、尺寸、分布、化學成分以及形態(tài)。

9、雖然大型夾雜物在數(shù)量上遠少于小尺寸夾雜物，但它對鋼的危害卻很大[1]，而中間包作為去除大型夾雜物的重要容器越來越受到冶金工作者的重視。為了尋求更合理的中間包流動方式，進一步均勻鋼液成分和溫度，降低鋼中的夾雜物含量，提高鑄坯潔凈度，本文采用水模型實驗研究了國CCC08發(fā)展中國家連鑄會議論文集3去，只有少部分通過擋墻上的導流孔，由于擋墻太矮，孔也只有5的上傾角度，墨汁經(jīng)過孔朝向液面流動，但并不能完全到達液面，說明孔的大小、傾角、位置不合適，

10、不能提供足夠的到達鋼水液面的動能。再加上中段擋墻上也有一個孔，這使得墨汁直接從中部水口流出，只有部分經(jīng)側墻上的導流孔繼續(xù)向邊部水口流去，在流向邊部水口途中還會碰到擋壩的阻隔，使得墨汁經(jīng)過較長時間才能到達邊部。改進型擋墻中間包內(nèi)液體流動特性得到明顯改善，滯止時間、峰值時間和平均停留時間明顯延長，死區(qū)比例減小，邊部流和中部流的流動特性趨于一致。3工業(yè)試驗工業(yè)試驗3.1試驗方法試驗方法對使用原擋墻和改進型擋墻的生產(chǎn)工藝分別在中間包和鑄坯上進行

11、取樣分析，取樣鋼種為27SiMn和30CrMo。在每個澆次的第二、三爐的鋼包鋼水澆鑄到一半時，從中間包中取圓餅樣各2個。在中間包取樣結束30分鐘后分別取邊部流與中間流的鑄坯各一塊，去皮后在內(nèi)弧四分之一處分別切取氣體樣、大樣和金相樣。氣體樣線切割為φ5mm50mm的鋼棒做總氧和氮含量分析，大樣加工為重量不少于2kg的長方體塊進行電解，金相樣加工為15mm15mm15mm的小方塊。對其進行粗磨、細磨和拋光后，在金相顯微鏡下進行觀察。放大倍數(shù)

12、為400，每個金相樣觀察100個視場，對視場內(nèi)的夾雜物數(shù)量、類型和尺寸分布進行統(tǒng)計。將尺寸分為0～2.0m、2.0～4.0m、4.0～10.0m、10.0m～20.0m、20.0m五級計算夾雜物數(shù)量，計算公式為：42NBDndIii?????式中：――單位面積上當量直徑為B的夾雜物I的個數(shù)，個mm2；――不同尺寸范圍夾雜物的平均直徑，對id0～2.0m、2.0～4.0m、4.0～10.0m、10.0m～20.0m、20.0m各級夾雜的平

13、均直徑分別?。?.0m、3.0m、7.0m、15.0m、30.0m；――不同尺寸范圍夾雜物的個數(shù)；in――夾雜物的當量直徑，7m；B――視場直徑，300m；D――視場數(shù)，100個。N表327SiMn試樣中氧氮含量Table3Totaloxygennitrogencontentofsteel27SiMnsamples取樣工序擋墻類型試樣編號T.O.106平均T.O.106[N]106平均[N]10654Y2373原型55Y18211008